Prinsip Fisis Penginderaan (2)Dwi Sudarno Putra, ST, MT.

http://dwisudarnoputra.wordpress.com/

http://unp.ac.id/

Pendahuluan

• Akan dilanjutkan kembali pembahasan mengenai beberapa hukum fisis dasar tentang bagaimana sebuah stimulus bisa dikonversi / diproses menjadi sinyal elektrik

Focus Today

• Kapasitor• Efek Piezoelektrik• Efek Pyroelektrik• Efek Hall• Efek Thermoelektrik

Focus Today

• Kapasitor• Efek Piezoelektrik• Efek Pyroelektrik• Efek Hall• Efek Thermoelektrik

• Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867)

Kapasitor

• 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.

Kapasitor

• 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.

Kapasitor

• Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

Kapasitor

Focus Today

• Kapasitor• Efek Piezoelektrik• Efek Pyroelektrik• Efek Hall• Efek Thermoelektrik

Efek Piezoelektrik

• Konsep Efek Piezoelektrik

Quartz Crystal modelinga. Normalb. Ditekanc. Direnggangkan

Pemasangan elektrode pada kristal digunakan untuk

menangkap muatan listrik yang terbentuk

Efek Piezoelektrik

• Efek Piezoelektrik (direct piezoelectric) adalah fenomena tentang sebuah bahan / material yang dapat menghasilkan energi listrik ketika mendapat energi mekanis (ditekan atau direnggangkan)

Efek Piezoelektrik

• Efek Invers Piezoelektrik adalah fenomena tentang perubahan sebuah bahan/material berupa pemapatan atau merenggang yang disebabkan oleh energi listrik yang dialirkan padanya

• Bahan Piezoelektrik alami diantaranya : Kuarsa(Quartz,SiO2), berlinite, turmalin dan garam rossel.

• Bahan Piezoelektrik buatan diantaranya: Barium titanate (BaTiO3), Lead zirconium titanate (PZT), Lead titanate(PbTiO3), dsb

Efek Piezoelektrik

Efek Piezoelektrik

• Rumusan konversi PiezoelektrikMuatan listrik (Q) yang dibentuk oleh kristal piezoelektrik sebanding dengan gaya yang diberikan(F).Q=d.F

Dengan d = koefisien piezoelektrik dengan satuan Coloumb/Newton (C/N)

Efek Piezoelektrik

• Karena pada piezoelektrik, kristal diapit oleh dua buah elektroda yang membentuk kapasitor memiliki kapasistansi C, maka tegangan yang dibentuk antara kedua elektroda dapat dirumuskan V = Q C

Dengan C = kapasitansi (Farad=Coloumb/Volt)

Efek Piezoelektrik

• Peranan Piezoelektrik dalam Sistem SensorTegangan Listrik yang dihasilkan oleh efek direct piezoelectric inilah yang digunakan dalam sensor, sedangkan invers piezoelectric dapat digunakan sebagai tranduser ataupun sebagai aktuator

Efek Piezoelektrik

Focus Today

• Kapasitor• Efek Piezoelektrik• Efek Pyroelektrik• Efek Hall• Efek Thermoelektrik

Efek Pyroelektrik

• Efek Piroelektrik adalah fenomena terbentuknya tegangan listrik pada sebuah material dikarenakan proses pemanasan atau pendinginan (aliran panas)

Efek Pyroelektrik

• Peranan Efek Pyroelektrik dalam Sistem SensorTegangan Listrik yang dihasilkan oleh efek pyroelektrik inilah yang digunakan dalam sensor.

Efek Pyroelektrik

Focus Today

• Kapasitor• Efek Piezoelektrik• Efek Pyroelektrik• Efek Hall• Efek Thermoelektrik

Efek Hall

• Efek Hall adalah peristiwa berbeloknya aliran listrik (elektron) dalam pelat konduktor karena pengaruh medan magnet.

Efek Hall

• Peranan Efek Hall dalam Sistem SensorTegangan Listrik yang dihasilkan oleh efek hall inilah yang digunakan dalam sensor.

Focus Today

• Kapasitor• Efek Piezoelektrik• Efek Pyroelektrik• Efek Hall• Efek Thermoelektrik

• Efek thermoelektrik adalah terbentuknya energi listrik yang disebabkan oleh perbedaan suhu (dan sebaliknya)

• Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck.

Efek Thermoelektrik

• Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas.

• Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet.

• Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck.

Efek Thermoelektrik

Efek Thermoelektrik

Efek thermoelektrik sebagai generator

Efek thermoelektrik sebagai pendingin

• Peranan Efek Thermoelektrik dalam Sistem SensorTegangan Listrik yang dihasilkan oleh efek thermoelektrik inilah yang digunakan dalam sensor.

Efek Thermoelektrik

Referensi

• Handbook Of Modern Sensors Physics, Designs,and Applications 4th Edition [Chapter 3]

• http://www.autoshop101.com/• Related document, video and image

from Youtube, Google