Ringkasan fisika

RINGKASAN MATERI FISIKA

OLEH:NAMA:ABRAR

NIM:PO 7131212001

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTERIAN KESEHATAN

NANGGROE ACEH DARUSSALAM

BAB 1

BESARAN DAN SATUAN

A. BESARAN

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur atau dihitung, dinyatakan dengan angka

dan mempunyai satuan.

Berdasarkan cara memperolehnya besaran di bagi 2 yaitu :

Besaran Fisika yaitu besaran yang di peroleh dari pengukuran.

Besaran non Fisika yaitu besaran yang diperoleh dari penghitungan

Berdasarkan dari arah dan nilainya besaran di kelompokkan menjadi 2,yaitu :

Besaran skalar yaitu besaran yang hanya memiliki nilai tanpa memiliki arah. Contoh:

massa, panjang, waktu, energi, usaha, suhu, kelajuan dan jarak.

Besaran vector yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah. Contoh: gaya, berat, kuat

arus, kecepatan, percepatan dan perpindahan.

Berdasarkan jenis satuannya besaran di kelompokkan menjadi 2,yaitu :

Besaran pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan lebih dahulu dan tidak

tersusun atas besaran lain.

Tabel Besaran Pokok dan Satuannya

Besaran pokok Satuan Internasional

Massa Kilogram (Kg)

Panjang Meter (m)

Waktu Sekon (s)

Kuat arus Ampere (A)

Suhu Kelvin (K)

Intensitas cahaya Kandela (Kd)

Jumlah zat Mole (mol)

Besaran turunan

Besaran turunan adalah besaran yang di turunkan dari besaran turunan.

Jenis-jenis besaran turunan:

Dimensi besaran

• DIMENSI adalah cara penulisan suatu besaran dengan menggunakan simbol

(lambang) besaran pokok.

• Dimensi besaran diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang mewakili massa

(mass), panjang (length) dan waktu (time).

Pembagian dimensi:

• Dimensi Primer meliputi M (untuk satuan massa), L (untuk satuan panjang) dan T

(untuk satuan waktu).

• Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua Besaran Turunan yang dinyatakan

dalam Dimensi Primer. Contoh : Dimensi Gaya : M L T-2 atau dimensi Percepatan : L

T-2.

Tabel yang menunjukkan dimensi

No Besaran pokok Satuan Lambang satuan Dimensi

1 Panjang Meter M [L]

2 Massa Kilogram Kg [M]

3 Waktu Sekon S [T]

4 Kuat arus Ampere A [E]

5 Intensitas cahaya Kandela Cd [J]

6 Suhu Kelvin K [θ ¿

7 Jumlah zat Mole mol [N]

Konstanta dalam fisika

kecepatan cahaya hampa udara (c) 2,99792458 x 108 ms−1

permeabilitas ruang hampa (μo) 4π x 10−7=12,566370614…x 10−7Hm−1

permitivitas ruang hampa (εo) 1/(μoc2) = 8,854187817…x 10−12 Fm−1

konstanta gravitasi (G) 6,67259 x 10−11 m3 kg−1 s−2

konstanta Planck (h) 6,6260755 x 10−34 Js

konstanta Avogadro (NA) 6,0221367 x 1023 mol−1

konstanta Boltzmann (k) 1,380658 x 10−23 JK−1

konstanta Stefan−Boltzmann (σ) 5,67051 x 10−8 Wm−2 K−4

analisa vektor

Pengertian Vektor dan Notasi Vektor

• Besaran yang mempunyai besar dan arah disebut dengan vektor (vector).

• besaran yang hanya mempunyai besar (magnitude) saja seperti massa, waktu maupun

temperatur disebut denganskalar (scalar).

• Notasi vektor dan teknik-teknik dengan menggunakan analisis vektor sangat berguna

untuk menjelaskan hukum-hukum fisika .

Vektor terbagi 3:

1. Vektor Bebas (free vector) : vektor yang boleh digeser sejajar dirinya dengan

panjang dan arah tetap.

2. Vektor meluncur (sliding vector) : vektor yang boleh digeser sepanjang garis

kerjanya, misalnya gaya yang bekerja sepanjang garis lurus.

3. . Vektor terikat (binding vector) : vektor yang terikat pada sistem koordinat yang

menunjukkan posisi tertentu. Kecuali bila digunakan untuk menyatakan letak atau

posisi, pada umumnya orang bekerja dengan vektor bebas .

Penjumblahan vektor

1. Metode segitiga

langkah-langkahnya:

Lukis vektor pertama sesuai dengan nilai dan arahnya,

Lukis vektor kedua sesuai nilai dan arahnya dengan titik tangkapnya (titik

pangkal) berimpit pada ujung vektor pertama,

Hubungkan titik tangkap vektor pertama dengan ujung vektor kedua.

2. Metode jajargenjang

langkah-langkahnya:

Lukis vektor pertama dan vektor kedua dengan titik pangkal berimpit,

Lukis sebuah jajargenjang dengan kedua vektor tersebut sebagai sisinya,

Resultan kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang titik pangkalnya

sama dengan titik pangkal kedua vektor.

3. Metode poligon

langkah-langkahnya:

Lukis vektor pertama,

Lukis vektor kedua, dengan pangkalnya berimpit di ujung vektor pertama,

Lukis vektor ketiga, dengan pangkalnya berimpit di ujung vektor kedua dan

seterusnya,

Hubungkan pangkal vektor pertama dengan ujung dari vektor yang terakhir

dilukis.

4. Metode analisis

Menentukan resultan vektor menggunakan rumus kosinus

Menentukan arah resultan vektor menggunakan rumus sinus

Manfaat vektor:

Dapat digunakan untuk membuktikan dua besaran sama atau tidak. Dua besaran sama

jika keduanya memiliki dimensi yang sama atau keduanya termasuk besaran vektor

atau skalar.

dapat digunakan untuk menentukan persamaan yang pasti salah atau mungkin benar.

dapat digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika kesebandingan

besaran fisis tersebut dengan besaran-besaran fisis lainnya diketahui.

B. Satuan

Satuan merupakan salah satu komponen besaran yang menjadi standar dari suatu

besaran.

Adanya berbagai macam satuan untuk besaran yang sama akan menimbulkan kesulitan.

Sehingga para ahli sepakat untuk menggunakan satu sistem satuan, yaitu menggunakan

satuan standar Sistem Internasional, disebut Systeme Internationale d’Unites (SI).

Satuan Internasional adalah satuan yang diakui penggunaannya secara internasional serta

memiliki standar yang sudah baku.

Rsin α

=F1

sin (α−β)+

F2

sin β

R=√F12+F2

2+2 F1 ∙ F2∙ cosα

Jenis-jenis satuan

Satuan baku

Satuan baku adalah satuan yang telah diakui dan disepakati pemakaiannya secara

internasional atau disebut dengan satuan internasional (SI). Contoh: meter,

kilogram,dll.

Satuan tidak baku

Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak diakui secara internasional dan hanya

digunakan pada suatu wilayah tertentu.

Contoh: depa, hasta, kaki, lengan, tumbak, bata dan langkah.

Sistem satuan

Sistem satuan internasional terbagi 2 yaitu:

• Sistem MKS (Meter Kilogram Sekon)

• Sistem CGS (Centimeter Gram Second)

Tabel satuan baku

Besaran pokok Satuan MKS Satuan CGS

Massa Kilogram(Kg) Gram (g)

Panjang Meter(m) Centimeter (cm)

Waktu Sekon(S) Sekon(S)

Kuat arus Ampere(A) Statampere (statA)

Suhu kelvin(K) Kelvin(K)

Intensitas cahaya Cendela(Kd) Cendela(Kd)

Jumlah zat Kilomol Mol

Awalan-awalan satuan yang dipakai, ditetapkan oleh Komite Internasional pada tahun

1960 - 1975, yaitu :

faktor awalan Simbol

1018 eksa- E

1015 Pete- P

1012 Tera- T

109 Giga- G

106 Mega- M

103 Kilo- K

102 Hekto- H

101 Deka- Da

10-1 Desi- D

10-2 Senti- C

10-3 Mili- M

10-6 Mikro- μ

10-9 Nano- N

10-12 Piko- P

10-15 Femto- F

10-18 Atto- A

BAB 2

USAHA DAN ENERGI

A. USAHA

Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut

mengalami perpindahan.Dalam fisika, usaha berkaitan dengan suatu perubahan. Seperti kita

ketahui, gaya dapat menghasilkan perubahan. Apabila gaya bekerja pada benda yang diam ,

benda tersebut bisa berubah posisinya. Sedangkan bila gaya bekerja pada benda yang

bergerak, benda tersebut bisa berubah kecepatannya.

Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya adalah hasil kali antara komponen gaya yang

segaris dengan perpindahan dengan besarnya perpindahan. Usaha juga bisa didefinisikan

sebagai suatu besaran scalar yang di akibatkan oleh gaya yang bekerja sepanjang lintasan.

Persamaan usaha:

keterangan:W=Usaha(J)

F=Gaya yang bekerja(N)

S=perpindahan(m)

B. ENERGI

Energi (disebut juga tenaga) adalah kemampuan untuk melakukan usaha.

Bentuk-Bentuk Energi

Energi Mekanik

Energi mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak atau kemampuan untuk

bergerak. Benda yang bergerak atau memiliki kemampuan untuk bergerak, memiliki

energi mekanik. Air terjun yang berada di puncak tebing memiliki energi mekanik yang

cukup besar, demikian juga dengan angin.

W =Fs

Hukum kekekalan energi mekanik ‘

Hukum kekekalan energi mengatakan bahwa’’Energi tidak dapat diciptakan dan

tidak dapat dimusnahkan. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain”.

Berdasarkan hukum  tersebut, dapat disimpulkan bahwa pada peristiwa jatuhnya buah

kelapa, energi berubah bentuk dari energi potensial menjadi energi kinetik.

Energi potensial tidak hilang begitu saja. Namun, berubah sedikit demi sedkit

sampai akhirnya menjadi energi kinetik semua. Pada perubahan tersebut, jumlah energi

potensial dan kinetik pada kelapa akan sama setiap saat. Dengan kata lain, energi mekanik

pada batu akan selalu tetap. Inilah yang disebut dengan hukum kekekalan energi mekanik.

Persamaan:

Keterangan:

E=energi mekanik(J),Ep=energi potensial(J),Ek=energi kinetik.

Ada dua macam energi mekanik yaitu ; energi kinetik dan energi potensial.

a) Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya atau kelajuannya.

Energi kinetik dirumuskan :

Keterangan:

Ek = energi kinetik (joule atau J), m = massa (kg), v = kelajuan

b) Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisinya. Energi

potensial dapat dirumuskan:

Ek=12

m v2

E=Ep+Ek

Keterangan:

Ep = energi potensial gravitasi (joule atau J), m = massa (kg), g = percepatan gravitasi

(m/s2), h = ketinggian benda dari acuan (m).

Energi Bunyi

Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran partikel-partikel udara

disekitar sebuah sumber bunyi. Contoh : Ketika radio atau televisi beroperasi, pengeras

suara secara nyata menggerakkan udara didepannya. Caranya dengan menyebabkan

partikel-partikel udara itu bergetar. Energi dari getaran partikel-partikel udara ini sampai

ditelinga, sehingga kamu dapat mendengar.

Energi kalor

Energi kalor adalah energi yang dihasilkan oleh gerak internal partikel-partikel

dalam suatu zat. Contoh : apabila kedua tanganmu digosok-gosokkan selam beberapa

detik maka tanganmu akan terasa panas. Umumnya energi kalor dihasilkan dari gesekan.

Energi kalor menyebabkan perubahan suhu dan perubahan wujud.

Energi Cahaya

Energi Cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh radiasi gelombang

elektromagnetik

Energi Listrik

Energi Listrik adalah energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak

melalui kabel.

Energi Nuklir

Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan oleh reaksi inti dari bahan radioaktif.

Ada dua jenis energi nuklir yaitu energi nuklir fisi dan fusi. Energi nuklir fisi terjadi pada

Ep=mgh

reaktor atom PLTN. Ketika suatu inti berat (misal uranium) membelah (fisi), energi nuklir

cukup besar dibebaskan dalam bentuk energi kalor dan energi cahaya. Energi nuklir juga

dibebaskan ketika inti-inti ringan (misalnya hidrogen) bertumbukan pada kelajuan tinggi

dan bergabung (fusi). Energi matahari dihasilkan dari suatu reaksi niklir fusi dimana inti-

inti hidrogen bergabung membentuk inti helium.

Konsep Energi dan Perubahannya dalam keseharian

1. Konversi energi

Konversi energi adalah perubahan bentuk energi dari bentuk satu ke bentuk lainnya.

Contoh

2. Konverter energi

Konverter energi adalah alat atau benda yang melakukan konversi energi. Beberapa

konverter energi yaitu:

Setrika listrik mengubah energi listrik menjadi kalor

Ayunan mengubah energi kinetik menjadi energi potensial energi potensial

menjadi energi kinetik

Rem mobil mengubah energi kinetik menjadi energi kalor.

C. Daya

Daya rata-rata (sering disebut sebagai "daya" saja bila konteksnya jelas) adalah kerja

rata-rata atau energi yang dihantarkan per satuan waktu. Daya sesaat adalah limit daya rata-

rata ketika selang waktu Δt mendekati nol.Daya didefinisikan sebagai besar usaha persatuan

waktu. Jika usaha diberi notasi W. waktu t dan daya P, maka secara matematis dapat ditulis:

P=Wt

Sumber daya adalah suatu nilai potensi yang dimiliki oleh suatu materi atau unsur

tertentu dalam kehidupan.Sumber daya tidak selalu bersifat fisik, tetapi juga non-fisik

(intangible).Sumber daya ada yang dapat berubah, baik menjadi semakin besar maupun

hilang, dan ada pula sumber daya yang kekal (selalu tetap).Selain itu, dikenal pula istilah

sumber daya yang dapat pulih atau terbarukan (renewable resources) dan sumber daya tak

terbarukan (non-renewable resources).Ke dalam sumber daya dapat pulih termasuk tanaman

dan hewan (sumber daya hayati).

BAB 3

MOMENTUM

A. Momentum

Momentum merupakan hasil kali antara massa dengan kecepatan benda

Keterangan: P¿Momentum(Kg m/s)

m¿massa benda (kg)

v¿kecepatan benda (m/s)

B. Implus

Impuls benda didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan selang waktu gaya

itu bekerja pada benda.

Keterangan: I¿besar impuls(Ns)

F¿gaya yang bekerja pada benda(N)

∆ t=¿selang waktu(s)

Hubungan momentum dengan impuls

Hukum newton II menyatakan bahwa Jika suatu benda yang bergerak dikenai gaya

maka benda itu akan mengalami percepatan F = m a.

P=m×V

I=F .∆ t

Bila F tersebut disubtitusikan ke persamaan impuls, maka :

• I = F ∆t

• I = m.a. ∆t

• I = m. ∆v

• I = ∆P

Keterangan:setiap benda yang diberikan impuls pasti akan berubah momentumnya.

Hukum kekebalan momentum

GLB adalah gerak yang percepatannya 0 dan kecepatannya tetap. Percepatan sebuah

benda nol jika benda tidak dipengaruhi gaya. Keadaan ini akan sesuai dengan benda

yang tidak di pengaruhi oleh impuls. Impuls akan merubah momentum benda. Berarti

jika tidak dipengaruhi impuls maka momentumnya kekal (kecepatan tetap).

Kesimpulannya : jika I = 0 maka

Pawal = Pakhir

D. Tumbukan

Tumbukan merupakan peristiwa suatu benda yang bergerak mengenai benda lain yang

sedang bergerak atau diam.

Setiap dua benda yang bertumbukan akan memiliki tingkat kelentingan atau

elastisitas. Tingkat elastisitas ini dinyatakan dengan koefisien restitusi (e). Koefisien

restitusi didefinisikan sebagai nilai negatif dari perbandingan kecepatan relatif

sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sebelumnya.

e=−Δ vΔ v

Atau :

Berdasarkan nilai koefisien restitusi inilah , tumbukan dapat dibedakan menjadi tiga,

yaitu :

Tumbukan lenting sempurna

Tumbukan elastis sempurna atau lenting sempurna adalah tumbukan dua benda atau

lebih yang memenuhi hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi

kinetik. Pada tumbukan ini memiliki koefisien restitusi satu, e = 1.

dan

Tumbukan lenting sebagian

tumbukan lenting sebagian berlaku Hukum Kekekalan Momentum, tetapi tidak

berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik. Tumbukan ini memiliki nilai koefisien

restitusi kurang dari satu, 0<e<1.

dan

Tumbukan tidak lenting sama sekali

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sesudah tumbukan kedua benda bersatu,

sehingga kecepatan kedua benda sesudah tumbukan besarnya sama yaitu v1' = v2' =

v'.

e=−vA−vB

v A−vB

m1 v1+m2 v2=m1 v1' +m2 v2

'

1¿−v1

' −v2'

v1−v2

m1 v1+m2 v2=m1 v1' +m2 v2

'

e¿−v1

' −v2'

v1−v2

pada tumbukan tidak lenting sama sekali besarnya koefisien restitusi adalah nol (e

=0).

mA v A+mB vB=(mA +mB)v '

BAB 4

ZAT DAN KALOR

A. Zat

Zat atau materi adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa.

Setiap zat / materi terdiri dari partikel-partikel / molekul-molekul yang menyusun zat

tersebut.

Wujud zat:

Zat cair

Zat padat

Zat gas

Perubaha wujud zat

Membeku

Mencair

Menguap

Mengembun

Menyublim

Massa jenis

keterangan: ρ=Massa jenis(Kg/m3)

m¿ Massa zat ( Kg )

V¿Volume (m3 )

B. Kalor

kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum

untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu

ρ=mV

benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar,

begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat diterima / dilepaskan oleh suatu

benda.Serta suatu bentuk energi yang dipindahkan melalui perbedaan suhu dari yang bersuhu

tinggi sampai yang bersuhu rendah.

Rumus kalor:

Kalor jenis

Perbandingan antara kapasitas panas dengan massa benda.

rumus kalor jenis:

Kapasitas kalor

Perbandingan antara jumlah kalor yang diterima benda dengan kenaikan suhunya.

rumus kapasitas kalor:

Perpindahan kalor

• Secara Konduksi (Hantaran)

• Secara Konveksi (Aliran)

• Secara Radiasi (Pancaran)

Q=m× c× ∆ t

c= Qm ×∆ t

H=m× c

Keterangan:

- Bahan yang baik dalam menghantarkan kalor disebut konduktor.

- Bahan yang tidak baik dalam menghantarkan kalor disebut isolator.

C. Tegangan permukaan

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk

menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.

Kohesi merupakan gaya tarik antar molekul sejenis,Adhesi merupakan gaya tarik

antar molekul tidak sejenis.

Contohnya:

Nyamuk dapat hinggap di atas permukaan air.

Pisau silet dapat mengapung di air walaupun massa jenisnya lebih

besar dari massa jenis air.

Tetes air hujan yang jatuh pada permukaan berbentuk bulatan.

Sudut kontak

Sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding.

Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya

kohesi) dan gaya tarik-menarik antara zat yang berbeda (adhesi).

Kapilaritas

Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair pada pipa

kapiler.

Tekanan

Gaya yang bekerja pada suatu luasan tertentu menghasilkan tekanan. Besarnya

tekanan berbanding lurus dengan gaya yang bekerja.

Rumus:

Keterangan:P=tekanan(N/m2)

F=gaya(N)

A=luas(m2)

Tekanan hidrostatis

Tekanan fluida disebabkan oleh partikel-partikel yang memiliki massa dan selalu

bergerak. Seluruh fluida memberikan tekanan sama besar ke segala arah walaupun

dalam keadaan diam di suatu tempat.

Rumus:

Hukum archimedes

“Jika sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida maka benda tersebut akan

mengalami gaya tekan ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang

dipindahkan“.

Rumus:

keterangan:FA = gaya angkat ke atas pada benda (N)

ρ a = massa jenis zat cair (kg/m3)

Va = volume zat cair yang terdesak (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Prinsip pascal

P= FA

P = ρ.g.h

FA = ρa×Va×g

“Tekanan yang diberikan pada zat cair pada ruang tertutup akan di teruskan ke

segala arah dan sama besar’’.

Rumus:

GAS

Sifat-sifat gas dapat dirangkumkan sebagai berikut :

Gas bersifat transparan

Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya.

Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding.

Volume sejumlah gas sama dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi,

volume gas akan menjadi tak hingga besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak

hingga kecilnya.

Gas berdifusi ke segala arah tidak peduli ada atau tidak tekanan luar.

Bila dua atau lebih gas bercampur, gas-gas itu akan terdistribusi merata.

Gas dapat ditekan dengan tekanan luar. Bila tekanan luar dikurangi, gas akan

mengembang.

Bila dipanaskan gas akan mengembang, bila didinginkan akan mengkerut.

Pkeluar=Pmasuk

F keluar

A keluar=

Fmasuk

Amasuk

F keluar

Fmasuk=

Akeluar

Amasuk

Dari berbagai sifat di atas, yang paling penting adalah tekanan gas. Gas selalu

akan memenuhi ruang tidak peduli berapapun suhunya. Yang akan berubah adalah

tekanannya.

Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas adalah manometer.

Tekanan didefinisikan gaya per satuan luas, jadi dapat ditulis :

Keterangan : F = gaya (N)

P = tekanan (Pa)

A = luas penampang (m2)

Gas ideal

Gas ideal adalah gas yang memenuhi syarat sebagai berikut :

Gas ideal terdiri dari partikel-partikel (atom-atom maupun molekul dalam

jumlah yang sangat banyak.

Ukuran partikel gas sangat kecil dibanding dengan bejana sehingga dapat

diabaikan.

Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah sembarang (acak).

Partikel gas terdistribusi merata pada seluruh ruangan dalam bejana.

Pada partikel gas berlaku hukum hukum newton tentang gerak.

Setiap tumbukan antar partikel dengan dinding terjadi tumbukan lenting

sempurna.

Hokum – hokum gas ideal

Hukum boyle (1627-1691)

P= FA

Robert Boyle menyatakan tentang sifat gas bahwa “massa gas (jumlah mol)

dan temperatur suatu gas dijaga konstan, sementara volume gas diubah ternyata

tekanan yang dikeluarkan gas juga berubah sedemikian hingga perkalian antara

tekanan (P) dan volume (V) , selalu mendekati konstan”.

Rumus :

Keterangan : P1 : tekanan gas (N/m2)

V1 : volume gas (m3)

P2 : Tekanan gas 2 (N/m2)

V2 : Volume gas 2 (m3)

Hukum Gay Lussac (1778-1850)

Hukum Gay L ussac, menyatakan bahwa ”pada volume konstan, tekanan gas

berbanding lurus dengan suhu mutlak”, dituliskan :

Rumus : Keterangan : P : tekanan gas (N/m2)

T : suhu mutlak (K)

Hukum Dalton

“dua buah ruangan mempunyai volume dan tekanan gas yang berbeda tapi

suhunya sama. Apabila dihubungkan, gas pada ruang memiliki tekanan yang sama”.

Dituliskan :

Rumus :

P1 ∙ V 1=P2 ∙V 2=KONSTAN

P1

T1=

P2

T 2

P1V 1+P2 V 2=PC V C

Keterangan : P1 : tekanan gas (N/m2)

V1 : volume gas (m3)

P2 : Tekanan gas 2 (N/m2)

V2 : Volume gas 2 (m3)

Azas black

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena adanya

perbedaan suhu.Dalam Fisika, pengertian kalor berbeda dengan suhu.Kalor sebagai

bentuk energi menyatakan jumlah (kuantitas) panas, sedangkan suhu menyatakan

ukuran derajat panas.Karena kalor sebagai bentuk energi, maka berlaku hukum

kekekalan energi untuk kalor. Menurut Joseph Black, kalor yang diterima sama

dengan kalor yang dilepas. Pernyataan ini disebut AZAS BLACK.

Rumus Azas Black :

Kalor yang diterima/dilepaskan sebanding dengan massa zat, penurunan/kenaikan

suhu dan kalor jenis zat.

Di rumuskan :

Keterangan: Q = kalor, satuannya Joule (J)

m = massa, satuannya kg

c = kalorjenis, satuannya J/kg°C

∆t = selisih suhu, satuannya °C

Rambatan / perpindahan kalor

o KONDUKSI

Qditerima=Qlepas

Q=m∙c ∙∆ t

Konduksi adalah Perambatan kalor tanpa disertai perpindahan bagian-bagian

zat perantaranya, biasanya terjadi pada benda padat.

Syarat terjadinya konduksi kalor suatu benda adalah adanya perbedaan suhu antar dua

tempat pada benda tersebut. Kalor akan berpindah dari tempat bersuhu tinggi ke

tempat bersuhu rendah. Jika suhu kedua tempat tersebut menjadi sama, maka

rambatan kalor pun akan terhenti.

Berdasarkan kemampuan suatu zat menghantarkan kalor secara konduksi, zat dapat

digolongkan menjadi dua golongan, yaitu konduktor dan isolator.Konduktor adalah

zat yang dapat menghantarkan kalor dengan baik, sedangkan isolator adalah

kebalikannya, yaitu zata yang sukar menghantarkan kalor.

perpindahan kalor secara konduksi bergantung pada jenis logam, luas penampang

penghantar kalor, perbedaan suhu antar ujung-ujung logam, serta panjang penghantar

yang dilalui oleh kalor tersebut.

o KONVEKSI

Konveksi : Perambatan kalor yang disertai perpindahan bagian-bagian zat,

karena perbedaan massa jenis.Perpindahan kalor secara konveksi berbeda dengan

perpindahan kalor secara konduksi, di mana pada peristiwa konveksi terjadi gerakan

massa atau gerakan partikel partikel zat perantara, sedangkan pada peristiwa

konduksi, hal ini tidak terjadi.rambatan kalor secara konveksi bergantung pada

koefisien konveksi termal zat yang memindahkan kalor, luas permukaan perpindahan

kalor, serta beda suhu antara tempat kalor dialirkan dengan tempat pembuangan kalor.

Secara matematis, dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :

H = h .A . ( T 2 - T 1 )

H = h .A . ∆T

Keterangan :

H = kalor yang meranbat tiap satu satuan waktu ( Js−1 )

h = koefisien konveksi termal ( Js−1 m−2˚C−1 )

A = luas penampang perpindahan kalor pada tabung ( m2 )

∆T = perbedaan suhu ( ˚C )

o RADIASI

Radiasi adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang

elektromagnetik.Pada radiasi, kalor atau energi merambat tanpa membutuhkan zat

perantara, berbeda halnya dengan konduksi atau konveksi yang selalu membutuhkan

medium. Pancaran kalor secara radiasi mengikuti Hukum Stefan Boltzmann:

W = e .s . T4

Keterangan : W = intensitas/energi radiasi yang dipancarkan per

satuan luas per satuan waktu

s = konstanta Boltzman =5,672 x 10-8 watt/cm2.ºK4

e = emisivitas (o < e < 1)

T = suhu mutlak (ºK)

BAB 5

CAHAYA

A. Cahaya

Cahaya adalah gelombang yang memindahkan tenaga tanpa perambatan

massa.Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari beberapa

macam warna.

Cahaya mempunyai beberapa sifat yaitu :

1. Dapat mengalami pemantulan (refleksi)

2. Dapat mengalami pembiasan (refraksi)

3. Dapat mengalami pelenturan (difraksi)

4. Dapat dijumlahkan (interferensi)

5. Dapat diuraikan (dispersi)

6. Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)

7. Bersifat sebagai gelombang dan partikel

Macam-macam berkas cahaya:

1. Berkas mengumpul (Konvergen)

2. Berkas Menyebar ( divergen)

3. Berkas Sejajar.

Pemantulan cahaya

Pemantulan cahaya ada 2 yaitu :

Pemantulan Difuse ( pemantulan cahaya baur) yaitu : pemantulan cahaya

kesegala arah

Pemantulan cahaya teraturyaitu pemantulan cahaya yang mempunyai arah

teratur

Hukum Pemantulan Cahaya

• Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

• Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

Pemantulan pada permukaan datar

Pemantulan cahaya pada permukaan datar di contohkan pada cermin yang

permukaan yang datar .Sifat pembentukan bayangan pada cermin datar:

• Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin

• Tinggi bayangan = tinggi benda

• Bayangan bersifat tegak dan maya, dibelakang cermin

Pemantulan pada permukaan cermin cembung dan cekung

Pemantulan pada cermin cekung

Sinar-sinar Istimewa pada cermin Cekung :

• Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

• Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

• Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu

juga.

Dengan menggunakan ketiga sinar istimewa tersebut untuk menentukan sifat

bayangan benda yang berada di depan cermin cekung :

• Benda berada di ruang 3 ( dibelakang titik pusat kelengkungan M )

Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua

Sifat bayangan :  diruang 2 , diperkecil, terbalik dan nyata

• Untuk benda di ruang 2 ( antara M dan F )

Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua

Sifat bayangan :  diruang 2 , diperkecil, terbalik dan nyata

• Untuk benda di ruang 2 ( antara M dan F )

Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua

Sifat bayangan : diruang 4, diperbesar, tegak dan diperbesar.

Pemantulan pada cermin cembung

Cermin cembung bersifat divergen, yaitu bersifat memencarkan sinar. Berkas sinar

sejajar sumbu utama dipantulkan berpencar

Peristiwa pemantulan pada cermin cembung mempunyai 3 sinar istimewa yaitu :

• Sinar datang sejajar sumbu utama, akan dipantulkan seolah-olah dari titik

fokusnya

• Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu

utama

• Sinar datang seolah-olah menuju pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan

seolah olah sinar datang dari titik tersebut.

Pembentukan bayangan pada cermin cembung dapat dilukiskan dengan menggunakan

dua dari tiga sinar istimewa tersebut :

Sifat bayangan yang dibentuk cermin cembung yaitu : diperkecil, tegak dan maya

karena terbentuk dari perpotongan perpanjangan sinar pantul

Persamaan Umum Cermin Lengkung

Jika kita tinjau dari titik fokus (f ) maka didapat persamaan :

Pembiasan cahaya

Pembiasan pada Lensa Cembung

Sinar-sinar Istimewa pada Lensa Cembung :

• Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

• Sinar melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

• Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.

Sifat Bayangan :

a. Bila benda di ruang I, maka, Bayangan maya (di depan lensa), tegak, diperbesar

b. Bila benda di ruang II, maka, Bayangan nyata, terbalik, diperbesar

c. Bila benda di ruang III, maka, Bayangan nyata, terbalik, diperkecil

Pembiasan pada Lensa Cekung

Sinar-sinar Istimewa pada Lensa Cekung :

• Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.

• Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

• Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.

Sifat Bayangan :

Maya, tegak, diperkecil.

Pembiasan pada satu bidang batas dan dua bidang batas ( lensa prisma )

Pembiasan cahaya pada prisma dan kaca plan paralel

a. kaca plan paralel

Kaca plan paralel atau balok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang kedua

sisinya dibuat sejajar.

b. Prisma

Prisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila

seberkas sinar datang pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai

bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang

pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Kita dapatkan persamaan sudut puncak prisma :

Keterangan :

β = sudut puncak atau sudut pembias prisma

r1 = sudut bias saat berkas sinar memasuki bidang batas udara-prisma

i2 = sudut datang saat berkas sinar memasuki bidang batas prisma-udara

Penguraian cahaya ( disperse )

Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna cahaya.

Cahaya berwarna merah mengalami deviasi terkecil sedangkan warna ungu

mengalami deviasi terbesar. Contoh pada Sebuah prisma atau kisi kisi mempunyai

kemampuan untuk menguraikan cahaya menjadi warna warna spektralnya. Indeks

cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat

diuraikan menjadi komponen komponennya. Untuk cahaya ultraviolet adalah prisma

dari kristal, untuk cahaya putih adalah prisma dari kaca, untuk cahaya infrared adalah

prisma dari garam batu.

Catatan :

Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan sinar merah digunakan susunan

Prisma Akhromatik. Ftot = F kerona - Fflinta = 0.Untuk menghilangkan deviasi suatu

warna, misalnya hijau, digunakan susunan prisma pandang lurus. Dtot = Dkerona -

Dflinta = 0.

Sifat gelombang cahaya

Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang

elektromagnetik.Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x

100.000.000 m/s.

Sifat-sifat cahaya :

o Dapat mengalami pemantulan (refleksi)

o Dapat mengalami pembiasan (refraksi)

o Dapat mengalami pelenturan (difraksi)

o Dapat dijumlahkan (interferensi)

o Dapat diuraikan (dispersi)

o Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)

o Bersifat sebagai gelombang dan partikel

Hukum Pemantulan Cahaya

Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

Pemantulan pada Cermin Datar

Sifat pembentukan bayangan pada cermin datar :

o Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin

o Tinggi bayangan = tinggi benda

o Bayangan bersifat tegak dan maya, dibelakang cermin

Pemantulan pada Cermin Cekung

o Sinar-sinar Istimewa pada cermin Cekung :

o Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

o Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

o Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui

titik itu juga.

Pemantulan pada Cermin Cembung

o Sinar-sinar Istimewa pada cermin Cembung :

o Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari

titik fokus.

o Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

o Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui

titik itu juga.

Sifat Bayangan :

Maya, tegak, diperkecil.

Perhitungan Pembentukan Bayangan

Pembiasan pada Lensa Cembung

o Sinar-sinar Istimewa pada Lensa Cembung :

o Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

o Sinar melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

o Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.

Sifat Bayangan :

a. Bila benda di ruang I, maka

Bayangan maya (di depan lensa), tegak, diperbesar

b. Bila benda di ruang II, maka

Bayangan nyata (dibelakang lensa), terbalik, diperbesar

c. Bila benda di ruang III, maka

Bayangan nyata, terbalik, diperkecil

Pembiasan pada Lensa Cekung

o Sinar-sinar Istimewa pada Lensa Cekung :

o Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik

fokus.

o Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu

utama.

o Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.

Polarisasi

Polarisasi cahaya atau polarisasi optik adalah salah satu sifat cahaya yang

bergerak secara oscillasi dan menuju arah tertentu. Karena cahaya termasuk

gelombang elektromagnetik, maka cahaya ini mempunyai medan listrik, E dan juga

merupakan medan magnet, H yang keduanya saling beroscilasi dan saling tegak lurus

satu sama lain, serta tegak lurus terhadap arah rambatan.

Polarisasi cahaya dapat disebabkan oleh empat cara, yaitu refleksi (pemantulan),

absorbsi (penyerapan), pembiasan (refraksi) ganda dan hamburan.

1. Polarisasi karena refleksi

Pemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul dan sinar

biasnya membentuk sudut 90o. Arah getar sinar pantul yang terpolarisasi akan sejajar

dengan bidang pantul. Oleh karena itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku ip +

r = 90° atau r = 90° – ip.

2. Polarisasi karena absorbsi selektif

Polarisasi jenis ini dapat terjadi dengan bantuan kristal polaroid. Bahan

polaroid bersifat meneruskan cahaya dengan arah getar tertentu dan menyerap cahaya

dengan arah getar yang lain. Cahaya yang diteruskan adalah cahaya yang arah

getarnya sejajar dengan sumbu polarisasi polaroid.

Selektif Polaroid adalah suatu bahan yang dapat menyerap arah bidang getar

gelombang cahaya dan hanya melewatkan salah satu bidang getar. Seberkas sinar

yang telah melewati polaroid hanya akan memiliki satu bidang getar saja sehingga

sinar yang telah melewati polaroid adalah sinar yang terpolarisasi.

3. polarisasi karena pemantulan dan pembiasan

polarisasi karena pemantulan dan pembiasan dapat terjadi apabila cahaya yang

dipantulkan dengan cahaya yang dibiaskan saling tegak lurus atau membentuk sudut

90o.Di mana cahaya yang dipantulkan merupakan cahaya yang terpolarisasi

sempurna, sedangkan sinar bias merupakan sinar terpolarisasi sebagian. Sudut datang

sinar yang dapat menimbulkan cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang

dibiaskan merupakan sinar yang terpolarisasi.

Sudut datang seperti ini dinamakan sudut polarisasi (ip) atau sudut Brewster. Pada

saat sinar pantul dan sinar bias saling tegak lurus (membentuk sudut 90o) akan

berlaku ketentuan bahwa :

i + r = 90o atau r = 90o – i.

4. Polarisasi karena Hamburan

Polarisasi cahaya karena peristiwa hamburan dapat terjadi pada peristiwa

terhamburnya cahaya matahari oleh partikel-partikel debu di atmosfer yang

menyelubungi Bumi.Cahaya matahari yang terhambur oleh partikel debu dapat

terpolarisasi.Itulah sebabnya pada hari yang cerah langit kelihatan berwarna biru.Hal

itu disebabkan oleh warna cahaya biru dihamburkan paling efektif dibandingkan

dengan cahaya-cahaya warna yang lainnya.

Alat optic,Mata, mikroskop, kaca pembesar, dan teropong bintang.

Alat Optik

Cermin dan lensa serta prinsip kerjanya memberikan sarana pemahaman bagi

pemanfaatannya untuk mempermudah dan membantu kehidupan manusia.Alat-alat

yang bekerja berdasarkan prinsip optik (cermin dan lensa) digolongkan sebagai alat

optik.

Mata

Salah satu alat optik alamiah yang merupakan salah satu anugerah dari Sang

Pencipta adalah mata.Di dalam mata terdapat lensa kristalin yang terbuat dari bahan

bening, berserat, dan kenyal. Lensa kristalin atau lensa mata berfungsi mengatur

pembiasan yang disebabkan oleh cairan di depan lensa. Cairan ini dinamakan aqueous

humor.Intensitas cahaya yang masuk ke mata diatur oleh pupil.

Mikroskop

Perbesaran bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan lup yang hanya

menggunakan sebuah lensa cembung kurang maksimal dan terbatas.Untuk

mendapatkan perbesaran yang lebih besar diperlukan susunan alat optik yang lebih

baik.Perbesaran yang lebih besar dapat diperoleh dengan membuat susunan dua buah

lensa cembung.Susunan alat optik ini dinamakan mikroskop yang dapat menghasilkan

perbesaran sampai lebih dari 20 kali.

Kaca Pembesar

Kaca pembesar atau lup digunakan untuk melihat benda kecil yang tidak bisa

dilihat dengan mata secara langsung.Lup menggunakan sebuah lensa cembung atau

lensa positif untuk memperbesar objek menjadi bayangan sehingga dapat dilihat

dengan jelas.Bayangan yang dibentuk oleh lup bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

Untuk mendapatkan bayangan semacam ini objek harus berada di depan lensa dan

terletak diantara titik pusat O dan titik fokus F lensa. untuk menghasilkan bayangan

yang diinginkan, lup dapat digunakan dalam dua macam cara, yaitu dengan mata

berakomodasi maksimum dan dengan mata tidak berakomodasi.

Teropong Bintang

Bintang-bintang di langit yang letaknya sangat jauh tidak dapat dilihat secara

langsung oleh mata.Teropong atau teleskop dapat digunakan untuk melihat bintang

atau objek yang letaknya sangat jauh.

Teropong terdiri atas dua lensa cembung, sebagaimana mikroskop.Pada teropong

jarak fokus lensa objektif lebih besar daripada jarak fokus lensa okuler (fob >

fok).Teropong digunakan dengan mata tidak berakomodasi agar tidak cepat lelah

karena teropong digunakan untuk mengamati bintang selama berjam-jam.Dengan

mata tidak berakomodasi, bayangan lensa objektif harus terletak di titik fokus lensa

okuler. Dengan demikian, panjang teropong (atau jarak antara kedua lensa) adalah

d = fob + fok

dimana fob adalah jarak fokus lensa objektif dan fok adalah jarak fokus lensa okuler.

Adapun perbesaran P yang dihasilkan oleh teropong adalah

BAB 6

LISTRIK

A. Arus listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-

elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu.Arus listrik dapat

diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere. Contoh arus listrik dalam kehidupan

sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikroAmpere ( ) seperti di

dalam jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang

terjadi pada petir. Dalam kebanyakan sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi

terhadap arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit

bergantung pada voltase dan resistansi sesuai dengan hukum Ohm.

Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan internasional.Satuan

internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A). Secara formal satuan Ampere

didefinisikan sebagai arus konstan yang, bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya sebesar

2 x 10-7Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang

dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara

Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari

percabangan tersebut.

Untuk arus yang konstan, besar arus dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:

di mana adalah arus listrik, adalah muatan listrik, dan adalah waktu (time).

Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:

Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang

waktu 0 hingga melalui integrasi:

Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaranskalar karena baik muatan

maupun waktu merupakan besaran skalar. Dalam banyak hal sering digambarkan arus listrik

dalam suatu sirkuit menggunakan panah, salah satunya seperti pada diagram di atas. Panah

tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor. Pada diagram di atas

ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui dua

percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal maka total arus listrik yang mengalir

keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam sehingga

. Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar,

bukan arah dalam ruang.

Arah arus

Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) baterai

(kebalikan arah untuk gerakan elektronnya)

Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan

positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional. Pembawa muatan

positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif. Pada

kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel

elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah dengan

arus konvensional. Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:

Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan

positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak

pada arah berlawanan.

Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan

bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan

pembawa muatan negatif.

Rapat arus

Rapat arus (bahasa Inggris: current density) adalah aliran muatan pada suatu luas penampang

tertentu di suatu titik penghantar. Dalam SI, rapat arus memiliki satuan Ampere per meter

persegi (A/m2).

di mana adalah arus pada penghantar, vektor J adalah rapat arus yang memiliki arah sama

dengan kecepatan gerak muatan jika muatannya positif dan berlawan arah jika muatannya

negatif, dan dA adalah vektor luas elemen yang tegak lurus terhadap elemen. Jika arus listrik

seragam sepanjang permukaan dan sejajar dengan dA maka J juga seragam dan sejajar

terhadap dA sehingga persamaan menjadi:

maka

di mana adalah luas penampang total dan adalah rapat arus dalam satuan A/m2.

Kelajuan hanyutan

Saat sebuah penghantar tidak dilalui arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak

secara acak tanpa perpindahan bersih ke arah mana pun juga. Sedangkan saat arus listrik

mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung

hanyut sepanjang penghantar dengan arah berlawanan dengan medan listrik yang

menghasilkan aliran arus. Tingkat kelajuan hanyutan (bahasa Inggris: drift speed) dalam

penghantar adalah kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara 10-5 dan 10-4

m/s dibandingkan dengan sekitar 106 m/s pada sebuah penghantartembaga.

Arus Listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-

elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu.Satuan

arus listrik adalah Coulomb/detik atau Ampere.Alat ukur yang digunakan untuk mengukur

tahanan listrik adalah Ampere Meter (Clamp Ampere).

I = Q/t

I : Arus listrik dalam Ampere (A)

Q : Muatan listrik dalam Coulomb

t : Waktu dalam detik

Pengertian Tahanan

Tahanan/ hambatan adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen

elektronik  dengan arus listrik yang mengalir dalam rangkaian itu. Satuan tahanan adalah

Ohm.Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tahanan adalahOhm Meter.

R = V / I

R : Tahanan dalam Ohm

V : Tegangan Listrik dalam Volt

I : Arus Listrik dalam Ampere

Pengertian Tegangan

Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik,

makin tinggi perbedaan potensial maka akan makin besar tegangan listrik demikian juga

sebaliknya. Satuan tegangan listrik adalah Volt (V).Alat ukur yang digunakan untuk

mengukur tegangan listrik adalah Votl Meter.

V = I x R

V : Tegangan Listrik dalam Volt

I : Arus Listrik dalam Ampere

R : Resistansi (hambatan) dalam Ohm

Hukum Ohm

Besarnya arus listrik yang mengalir pada sebuah konduktor (penghantar) akan

berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya.Jika sebuah benda

penghantar mempunyai resistansi yang tidak bergantung terhadap besar dan polaritas

beda potensial yang dikenakan kepadanya, maka dalam kondisi ini berlaku hukum

Ohm..

Hukum ini dicetuskan oleh George Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada

tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit

Investigated Mathematically pada tahun 1827 (Wikipedia)

V = I x R

V : Tegangan Listrik dalam Volt

I : Arus Listrik dalam Ampere

R : Tahanan (Resistansi) dalam Ohm

Hukum Kirchoff

Suatu aliran arus listrik dalam rangkaian tertutup berlaku persamaan berikut: "Jumlah Aljabar

dari hasilkali-hasilkali kekuatan arus dan tahanan disetiap bagian adalah sama dengan jumlah

Aljabar dari gaya-gaya gerak listriknya".

Jika berbagai arus listrik bertepatan di suatu titik, maka jumlah Aljabar dari kekuatan arus-

arus tersebut adalah 0 (nol) di titik pertepatan tadi.

Besar Arus listrik yang mengalir menuju titik percabangan sama dengan jumlah arus listrik

yang keluar dari titik percabangan

E1 = V1 + V2 + V3

E1 - V1 - V2 -V3 = 0

E1 - (V1 + V2 + V3) = 0

E1 : Tegangan sumber dalam Volt (V)

V1, V2, V3 : Tegangan di masing-masik resistor

I = I1 + I2 + I3

I - I1 - I2 - I3 = 0

I - (I1 + I2 + I3) = 0

I : Arus input dalam Ampere

I1, I2, I3 : Arus output dalam Ampere

Ia + Ib + Ic = I1 + I2 + I3

Ia + Ib + Ic -I - I1 - I2 - I3 = 0

Ia + Ib + Ic - (I1 + I2 + I3) = 0

Ia, Ib, Ic : Arus input dalam Ampere

I1, I2, I3 : Arus output dalam Ampere

Medan magnet

Arus mengalir melalui sepotong kawat membentuk suatu medan magnet (M) disekeliling

kawat. Medan tersebut terorientasi menurut aturan tangan kanan.

Medan magnet, dalam ilmu Fisika, adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan

muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang

bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet

dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik; inilah yang menyebabkan

medan magnet dari ferromagnet "permanen"). Sebuah medan magnet adalah medan vektor:

yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut

waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompasyang diletakkan di

dalam medan tersebut.

Sifat

Hasil kerja Maxwell telah banyak menyatukan listrik statis dengan kemagnetan, yang

menghasilkan sekumpulan empat persamaan mengenai kedua medan tersebut. Namun,

berdasarkan rumus Maxwell, masih terdapat dua medan yang berbeda yang menjelaskan

gejala yang berbeda. Einsteinlah yang berhasil menunjukkannya dengan relativitas khusus,

bahwa medan listrik dan medan magnet adalah dua aspek dari hal yang sama (tensortingkat

2), dan seorang pengamat bisa merasakan gaya magnet di mana seorang pengamat bergerak

hanya merasakan gaya elektrostatik. Jadi, dengan menggunakan relativitas khusus, gaya

magnet adalah wujud gaya elektrostatik dari muatan listrik yang bergerak, dan bisa

diprakirakan dari pengetahuan tentang gaya elektrostatik dan gerakan muatan tersebut (relatif

terhadap seorang pengamat).

Medan Listrik dan Medan Magnet

Kuat suatu medan listrik (E) berbanding lurus dengan beda potensial yang diberikan dan

berbanding terbalik dengan jarak antara kedua konduktor. Kuat medan listrik dapat

dinyatakan dengan persamaan :

E = V / d

medan listrik E juga dapat dituliskan persamaannya

E = F / q

E = q / 4πεr^2

Dimana E adalah kuat medan listrik (V/m), V adalah beda potensial yang diberikan (V),

dan d adalah jarak antara konduktor (m).

Ketika arus mengalir melalui suatu konduktor maka akan terbentuk suatu medan magnetik di

sekeliling konduktor tersebut. Medan magnetik itu tidak terlihat dengan kasat mata tetapi

dapat dideteksi menggunakan kompas(jarum kompas tampak bergerak). Jika dua buah

konduktor tersebut didekatkan maka medan magnetik dari keduanya akan berinteraksi

sehingga konduktor –konduktor tersebut akan mengalami gaya tarik – menarik atau tolak –

menolak.

Kuat medan magnet menyatakan seberapa besar kerapatan dari fluks medan magnetik

tersebut pada suatu titik. Kekuatan medan magnet akan sebanding dengan arus yang

diberikan dan berbanding terbalik dengan jarak dari konduktor. Kerapatan fluks magnet dapat

dinyatakan dengan persamaan :

B = kI / d

Dimana B adalah kerapatan fluks magnetik (Tesla). I adalah arus (Ampere), d adalah jarak

dari konduktor (meter), dan k adalah konstanta.

k = μ / 2π

Dalam kasus pada toroida dengan ukuran diameter yang berbeda. Jika kedua toroida tersebut

memiliki jumlah lilitan(N) yang sama, dan dialiri arus (I) yang sama maka   Kuat medan

magnet (H) dapat dinyatakan dengan

persamaan :

H = I x N / l   = ampere / meter

Dimana H adalah kuat medan magnet (A/m), N adalah jumlah lilitan, I adalah arus yang

melewati lilitan (Ampere), dan l adalah panjang lintasan atau lilitan.

Peranan Kapasitor dalam Penggunaan Energi Listrik

Kehidupan modern salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang besar.Besarnya

energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi (R), induktansi (L) dan

capasitansi (C).Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkan karena banyak dan beraneka

ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan.Sedangkan beban listrik yang digunakan

umumnya bersifat induktif dan kapasitif.Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya

reaktif seperti trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif

(negatif) mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna sehingga

tidak dapat dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi

listrik pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah banyaknya

peralatan yang bersifat induktif.Berarti dalam menggunakan energi listrik ternyata pelanggan

tidak hanya dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan

kedua daya itu akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN.

Jika nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan industri maka rugi-rugi

daya menjadi besar sedang daya aktif (kW) dan tegangan yang sampai ke konsumen

berkurang. Dengan demikian produksi pada industri itu akan menurun hal ini tentunya tidak

boleh terjadi untuk itu suplai daya dari PLN harus ditambah berarti penambahan biaya.

Karena daya itu P = V.I, maka dengan bertambah besarnya daya berarti terjadi penurunan

harga V dan naiknya harga I. Dengan demikian daya aktif, daya reaktif dan daya nyata

merupakan suatu kesatuan yang kalau digambarkan seperti segi tiga siku-siku pada Gambar 1

Dari Gambar 1 tersebut diperoleh bahwa perbandingan daya aktif (kW) dengan daya nyata

(kVA) dapat didefinisikan sebagai faktor daya (pf) atau cos r. 

cos r = pf = P (kW) / S (kVA) ........(1)  P (kW) = S (kVA) . cos r................(2) 

Seperti kita ketahui bahwa harga cos r adalah mulai dari 0 s/d 1. Berarti kondisi terbaik yaitu

pada saat harga P (kW) maksimum [ P (kW)=S (kVA) ] atau harga cos r = 1 dan ini disebut

juga dengan cos r yang terbaik. Namun dalam kenyataannya harga cos r yang ditentukan oleh

PLN sebagai pihak yang mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga cos r < 0,8

berarti pf dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW)

yang dapat digunakan pelanggan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring

dengan semakin menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan. Akibat menurunnya pf itu

maka akan muncul beberapa persoalan sbb:

a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi. 

b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR. 

c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan. 

Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya akan menyebabkan arus yang

dibutuhkan dari pensuplai menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan rugi-rugi daya (daya

reaktif) dan jatuh tegangan menjadi besar. Dengan demikian denda harus dibayar

sebabpemakaian daya reaktif meningkat menjadi besar. Denda atau biaya kelebihan daya

reaktif dikenakan apabila jumlah pemakaian kVARH yang tercata dalam sebulan lebih tinggi

dari 0,62 jumlah kWH pada bulan yang bersangkutan sehingga pf rata-rata kurang dari 0,85.

Sedangkan perhitungan kelebihan pemakaian kVARH dalam rupiah menggunakan rumus

sbb:

[ B - 0,62 ( A1 + A2 ) ] Hk 

Dimana : B = pemakaian k VARH

A1 = pemakaian kWH WPB

A2 = pemakaian kWH LWBP

Hk = harga kelebihan pemakaian kVARH

Untuk memperbesar harga cos r (pf) yang rendah hal yang mudah dilakukan adalah

memperkecil sudut r sehingga menjadi r1berarti r>r1.Sedang untuk memperkecil sudut r itu

hal yang mungkin dilakukan adalah memperkecil komponen daya reaktif (kVAR).Berarti

komponen daya reaktif yang ada bersifat induktif harus dikurangi dan pengurangan itu bisa

dilakukan dengan menambah suatu sumber daya reaktif yaitu berupa kapasitor. 

Proses pengurangan itu bisa terjadi karena kedua beban (induktor dan kapasitor) arahnya

berlawanan akibatnya daya reaktif menjadi kecil. Bila daya reaktif menjadi kecil sementara

daya aktif tetap maka harga pf menjadi besar akibatnya daya nyata (kVA) menjadi kecil

sehingga rekening listrik menjadi berkurang. Sedangkan keuntungan lain dengan

mengecilnya daya reaktif adalah : 

Mengurangi rugi-rugi daya pada sistem.

Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.

Proses Kerja Kapasitor 

Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian

beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor.

Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian

elektron akan ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya

dengan demikian pada saaat itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang

berubah itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada

saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif

ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-)

akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil. 

Rugi-rugi daya sebelum dipasang kapasitor : 

Rugi daya aktif = I2 R Watt .............(5) 

Rugi daya reaktif = I2 x VAR.........(6)

Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = (I2 - Ic2) R Watt ...(7)

Rugi daya reaktif = (I2 - Ic2) x VAR (8)

Pemasangan Kapasitor 

Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada

dua cara : 

1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:

a. Sisi primer dan sekunder transformator 

b. Pada bus pusat pengontrol

2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan

a. Feeder kecil 

b. Pada rangkaian cabang 

c. Langsung pada beban

Perawatan Kapasitor

Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat

secara teratur.Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang

tidak terlindungi dari debu dan kotoran.Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa

kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber.Kemudian karena kapasitor ini masih

mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus

dihubung singkatkan supaya muatannya hilang. Adapun jenis pemeriksaan yang harus

dilakukan meliputi :

Pemeriksaan kebocoran 

Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor 

Pemeriksaan isolator 

Sistem Mikroprosesor

Selain komponen induktor pemborosan pemakaian listrik bisa juga terjadi karena: 

Tegangan tidak stabil 

Ketidak stabilan tegangan bisa menyebabkan terjadinya pemborosan energi

listrik.Ketidakstabilan itu dapat diartikan tegangan pada suatu fase lebih besar, lebih kecil

atau berfluktuasi terhadap teganga standar.Sedangkan akibat pembrosan energi listrik itu

maka timbul panas sehingga bisa menyebabkan pertama kerusakan isolator peralatan yang

dipakai.Ke dua memperpendek daya isolasi pada lilitan. Sementara itu dengan

ketidakseimbangan sebesar 3% saja dapat memperbesar suhu motor yang sedang beroperasi

sebesar 18% dari keadaan semula. Hal ini tentunya akan menimbulkan suara bising pada

motor dengan kecepatan tinggi. 

Harmonik 

Harmonik itu bisa menimbulkan panas, hal ini terjadi karena adanya energi listrik yang

berlebihan.Harmonik itu bisa muncul karena peralatan seperti komputer, kontrol motor

dll.Harmonik merupakan suatu keadaan timbulnya tegangan yang periodenya berbeda dengan

periode tegangan standar.Periode itu bisa 180 Hz (harmonik ke-3), 300 Hz (harmonik ke-5)

dan seterusnya.Harmonik pada transformator lebih berbahaya, hal ini karena adanya

sisrkulasi arus akibat panas yang berlebih.Sehingga hal ini bisa mengurangi kemampuan

peralatan proteksi yang menggunakan power line carrier sebagai detektor kondisi normal. 

Untuk mengoptimalkan pemakaian energi listrik bisa digunakan beban-beban tiruan berupa

LC yang dilengkapi dengan teknologi mikroprosesor.Sehingga ketepatan dan keandalan

dalam mendeteksi kualitas daya listrik bisa diperoleh.Mikroprosesor itu berfungsi untuk

mengolah komponen-komponen yang menentukan kualitas tenaga listrik.Seperti

keseimbangan beban antar fasa, harmonik dan surja. Apabila terdapat ketidakseimbangan

antara fasa satu dengan fasa yang lainnya, maka mikroprosesor akan memerintahkan beban-

beban LC untuk membuka atau menutup agar arus disuplai ke fasa satu sehingga selisih arus

antara fasa satu dengan fasa yang lainnya tidak ada. Banyaknya L atau C yang dibuka atau

ditutup tergantung dari kondisi ketidakseimbangan beban yang terdeteksi oleh mikroprosesor.

Kondisi harmonik yang terdeteksi bisa dihilangkan dengan menggunakan filter LC. 

Keuntungan alat ini adalah : 

Mampu mereduksi daya sampai 30%. 

Meningkatkan pf antara 95-100%

Dapat mengeliminasi terjadinya harmonik.

Dengan demikian pemakaian energi listrik bisa dihemat yaitu dengan cara mengoptimalkan

konsumsi energi masing-masing peralatan yang digunakan, memperkecil gejala harmonik dan

menstabilkan tegangan. Sehingga energi tersisa bisa dimanfaatkan untuk sektor lain yang

lebih membutuhkan. Sedang dampak negatif dari pemborosan energi listrik itu pertama

menciptakan ketidakseimbangan beban fasa-fasa listrik yang pada gilirannya akan

mempengaruhi over heating pada motor dan penurunan life isolator. Ke dua bagi PLN

sebagai penyuplai energi listrik tentunya harus menyediakan energi listrik yang lebih besar

lagi.

1. Energi Potensial Listrik

Konsep energi sangat berguna dalam mekanika. Hukum kekekalan energi memungkinkan

kita memecahkan persoalan-persoalan tanpa perlu mengetahui gaya secara rinsi. Sebagai

contoh gaya gravitasi menarik suatu benda menuju ke permukaan bumi. Baik gaya gravitasi

Fg maupun kuat medan gravitasi (percepatan gravitasi=g) berarah vertikal ke bawah.

Jika mengangkat sebuah benda melawan gaya gravitasi bumi, itu berarti kita melakukan

usaha pada benda, dan sebagai akibatnya energi potensial gravitasi benda bertambah

Konsep energi juga berguna dalam listrik.Gaya listrik F yang dikerjakan pada suatu muatan

Uji positif q’ oleh suatu muatan negatif adalah mengarah ke muatan negatif. Vektor kuat

medan listrik E= F/q’, juga mengarah ke muatan negatif.

Untuk menggerakkan muatan uji menjauhi muatan negatif, kita harus melakukan usaha pada

muatan uji.Sebagai akibatnya energi potensial listrik muatan uji bertambah (gambar 2).

Gamba  1                                             Gambar 2

Konsep energi potensial listrik, mirip dengan konsep energi potensial garavitasi. Untuk itu

kita akan menurunkan rumus Energi Potensial Listrik sebagai berikut :

Usaha yang dilakukan gaya (Fw), untuk memindahkan muatan penguji

+q’, dari titik P ke Titik Q adalah W =- Fw . S = -Fw.Δr=-F.(r2-r1)

W  adalah besaran skalar, gaya F diberi tanda (-) negatif karena gaya Coulomb berlawanan

arah dengan arah perpindahah Fw=Fq = gaya Coulomb.

W = -k.Q q’/r1  2 x (r2-r1) = – kQ.q’/r1.r2 (r2-r1)

W = -k Q.q’(1/r1 – 1/r2)= k Q.q’(1/r2-1/r1)

W = k Q.q’(1/r2-1/r1) = Δ EP = EP2 – EP1

Jadi usaha yang dilakukan W= pertambahan energi Potensial.

Kesimpulan : Energi Potensial Listrik adalah usaha yang dilakukan gaya Coulomb, untuk

memindahkan muatan uji  +q’ dari suatu titik ke titik lainnya.

Jika titik Q, berada di jauh tak terhingga,sehingga r2= ˜ dan 1/r2=0 maka Energi Potensial

Listrik dapat dirumuskan sebagai berikut: Energi Potensial Listrik dari dua muatan Q dan q’

adalah :

 Ep = k Q.q’/r,     EP termasuk besaran skalar

E= Energi Potensial Listrik satuannya Joule

k = Konstanta = 9.109 N C-2 m2, r= jarak (m)

Q + muatan sumber, q’= muatan uji (Coulomb)

2. Potensial Listrik (V)

Potensial listrik adalah energi potensial per satuan muatan penguji , rumus potensial listrik

sebagai berikut :  V = Ep /q’  atau seperti pada gambar berikut

 Potensial listrik di titik P dirumuskan :

V = k Q/r

V = Potensial Listrik (Volt)

k = Konstanta Listrik = 9.109 NC-2 m2

Q = Muatan sumber (Coulomb)

r = jarak dari muatan sampai titik P

capacitors

Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan dan

energi listrik. Pada prinsipnya, kapasitor terdiri dari dua konduktor yang berdekatan namun

terpisah satu sama lain, yang membawa muatan yang sama besar namun berlawanan jenis.

Kedua konduktor tersebut dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator) yang disebut bahan (zat)

dielektrik. Zat dielektrik yang digunakan sebagai menyekat akan membedakan jenis

kapasitor, seperti kertas, mika, plastik, pasta dan lain sebagainya.

Kapasitas suatu kapasitor (kapasitansi) bergantung semata-mata pada susunan geometris

konduktor dan bukan pada muatan atau beda potensialnya. Kapasitas suatu kapasitor keping

keping sejajar berbanding lurus dengan luas keping dan berbanding terbalik terhadap jarak

pemisahnya:

dengan

C = kapasitas kapasitor (farad)

ε = permitivitas bahan dielektrik (C/Nm2)

A = luas penampang keping (meter2)

d = jarak pemisah kedua lempeng (meter)

Permitivitas bahan dari sebuah dielektrik pada kapasitor didefinisikan sebagai :

ε = εr.εo

dengan

εr = konstanta dielektrik

εo = permitivitas vakum (C/Nm2)

εo = 8,85 x 10-12 C/Nm2

Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:

mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-

tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan

menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik

memilih panjang gelombang pada radio penerima

sebagai filter dalam catu daya (power supply)

Rangkaian Kapasitor

- Paralel

Apabila dua buah kapasitor atau lebih dihubungkan secara paralel, kapasitansi ekivalen

kombinasinya adalah jumlah kapasitansi tunggal :

Ceq = C1+ C2 + C3 + ……      kapasitor parallel

- Seri

Apabila dua buah kapasitor atau lebih dihubungkan secara seri, kebalikan kapasitansi

ekivalen diperoleh dengan menjumlahkan kebalikan muatan-muatan kapasitor tunggalnya :

1/Ceq = 1/C1+ 1/C2 + 1/C3 + ……      kapasitor seri

Alat Ukur Listrik

Alat ukur listrik adalah alat yang digunakan untuk mengukur besaran-besaran listrik seperti

kuat arus listrik (I), beda potensial listrik (V), hambatan listrik (R), daya listrik (P), dll. Alat

ukur listrik ini ada yang berupa alat ukur analog dan ada juga yang berupa alat ukur digital.

Berikut adalah gambar alat-alat ukur listrik yang dibedakan berdasarkan fungsinya

- Galvanometer

Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakn untuk mengukur kuat arus dan beda

potensial listrik yang relatif kecil. Galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur kuat

arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar, karena komponen-komponen

internalnya yang tidak mendukung . Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur kuat arus

maupun beda potensial listrik yang besar, jika pada galvanometer tersebut dipasang hambatan

eksternal (pada voltmeter disebut hambatan depan, sedangkan pada ampermeter disebut

hambatan shunt)

 

 

Galvanometer analog

- Ampermeter

Ampermeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik dalam

suatu rangkaian tertutup. Dalam pemasangannya, ampermeter ini harus dihubungkan paralel

dengan sebuah hambatan shunt Rsh. Peasangan hambatan shunt ini tidak lain bertujuan untuk

meningkatkan batas ukur galvanometer agar dapat mengukur kuat arus listrik yang lebih

besar dari nilai standarnya. Berikut adalah ilustrasi pengukuran kuat arus listrik menggunakan

ampermeter.

- Voltmeter

Voltmeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau

tegangan pada ujung-ujung komponen elektronika yang sedang aktif, seperti kapasitor aktif,

resistor aktif, dll. Selain itu, alat ini juga bisa digunakan untuk mengukur beda potensial suatu

sumber tegangan, seperti batere, catu daya, aki, dll. Voltmeter dapat dibuat dari sebuah

galvanometer dan sebuah hambatan eksternal Rx yang dipasang seri. Adapun tujuan

pemasangan hambatan Rx ini tidak lain adalah untuk meningkatkan batas ukur galvanometer,

sehingga dapat digunakan untuk mengukur tegangan yang lebih besar dari nilai standarnya.

- Ohmmeter

Ohmmeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur hambatan suatu

komponen, seperti resistor, dan hambatan kawat penghantar.Tidak seperti ampermeter dan

voltmeter, ohmmeter dapat bekerja sesuai dengan fungsinya jika pada alat tersebut terdapat

sumber tegangan, misalnya batere.