Selasa, 21 Juli 2009
LISTRIK STATIS
1. Konduktor
Konduktor merupakan material yang mudah menghantarkan arus listrik.
Contoh: tembaga.
2. Insulator
Insulator merupakan material yang susah menghantarkan arus listrik.
Contoh: kaca.
3. Semikonduktor
Semikonduktor adalah material yang memilki sifat antara konduktor dan insulator.
Contoh: silikon.
HUKUM COULOMB
Hukum Coulomb adalah hukyang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu.
Dirumuskan:
1
Keterangan:
F : Gaya Coulomb (N)
k : Konstanta Coulomb =
2q1 : besar muatan pertama (C)
q2 : besar muatan kedua (C)
r : jarak antar muatan (m)
Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya.
Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan tolak-menolak. Sedangkan muatan yang berbeda jenis akan tarik menarik
Dalam notasi vektor, Hukum Coulomb dapat dituliskan sebagai
3
MEDAN LISTRIK
Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik.
Satuan listrik memiliki satuan N/C atau Newton/Coulomb.
4
5
Jika dalam sebuah sistem terdapat banyak muatan, maka medan listrik di sebuah titik sama dengan jumlah vektor medan listrik dari masing-masing muatan pada titik tersebut.
6
ENERGI POTENSIAL ELEKTROSTATIK
Jika terdapat dua benda titik bermuatan q1 dan q2 yang terpisah pada jarak r, maka besar energi potensial system tersebut adalah
7
Jika ada lebih dari dua muatan, maka energi potensial yang tersimpan dalam sistem tersebut adalah jumlah dari energi potensial dari tiap pasang muatan yang ada. Contoh untuk tiga muatan
8
POTENSIAL LISTRIK
Beda potensial antara titik A dan B didefinisikan sebagai perubahan energi potensial sebuah muatan q yang digerakkan dari A ke B, dibagi dengan muatan tersebut.
9
Potensial listrik dari muatan titik q pada sebuah titik yang berjarak r dari muatan tersebut adalah
10
Jumat, 22 Mei 2009
KEMAGNETAN
PENGGOLONGAN BENDA BERDASARKAN SIFAT MAGNETNYA.
Berdasarkan sifat magnetnya benda dibagi menjadi 2 macam yaitu ferromagnetik (benda yang dapat diterik kuat oleh magnet), parramagnetik (denda yang dapat ditarik magnet dengan lemah) dan diamagnetik (benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet).
Contoh ferromagnetik adalah besi, baja, nikel dan kobalt.
Contoh parramagnetik adalah platina dan aluminium.
Contoh diamagnetik adalah seng, dan bismut.
Setiap magnet mempunyai sifat (ciri) sebagai berikut :
(1) dapat menarik benda logam tertentu.
(2) gaya tarik terbesar berada di kutubnya.
(3) selalu menunjukkan arah utara dan selatan bila digantung bebas.
(4) memiliki dua kutub.
(5) tarik menarik bila tak sejenis.
(6) tolak menolak bila sejenis.
MEDAN MAGNET
Medan magnet adalah ruangan di sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain.
KUAT MEDAN MAGNET (H)
Kuat medan magnet di suatu titik di dalam medan magnet ialah besar gaya pada suatu satuan kuat kutub di titik itu di dalam medan magnet m adalah kuat kutub yang menimbulkan medan magnet
dalam Ampere-meter. R jarak dari kutub magnet sampai titik yang bersangkutan dalam meter. dan H = kuat medan titik itu dalam N/A.m atau dalam weber/m2.
HUKUM COULOMB
Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat kutubnya masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya
Keterangan:
F = gaya tarik-menarik/gaya tolak-menolak dalam newton
R = jarak dalam meter
m1 dan m2 = kuat kutub medan magnet dalam Ampere-meter
µ0 = permeabilitas hampa
GARIS GAYA MAGNET
Garis gaya magnet adalah lintasan kutub utara dalam medan magnet atau garis yang bentuknya demikian hingga kuat medan di tiap titik dinyatakan oleh garis singgungnya. Garis-garis gaya keluar dari kutub-kutub dan masuk ke kutub selatan.
RAPAT GARIS GAYA MAGNET/FLUX DENSITY (B)
Flux density adalah jumlah garis gaya tiap satuan luas yang tegak lurus kuat medan. Flux density dapat dirumuskan sebagai berikut
LISTRIK DINAMIS
ARUS SEARAH (D.C.)
Arus searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).
ARUS LISTRIK
Arus listrik merupakan gerakan kelompok partikel bermuatan listrik dalam arah tertentu. Arah arus listrik yang mengalir dalam suatu konduktor adalah dari potensial tinggi ke potensial rendah (berlawanan arah dengan gerak elektron).
KUAT ARUS LISTRIK (I)
adalah jumlah muatan listrik yang menembus penampang konduktor tiap satuan waktu.
I = Q/t = n e v A Q = muatan listrik
n = jumlah elektron/volume
v = kecepatan elektron
Hambatan Jenis dan Hambatan Listrik
r = E/J R = r L/A
r = hambatan jenis (ohm.m)
E = medan listrik
J = rapat arus
R = hambatan (ohm)
L = panjang konduktor (m)
HUBUNGAN HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN DENGAN SUHU
rt = ro(1 + a Dt)
Rt = Ro(1 + a Dt)
rt, Rt = hambatan jenis dan hambatan pada t°C
ro, Ro = hambatan jenis dan hambatan awal
a = konstanta bahan konduktor ( °C-1 )
Dt = selisih suhu (°C )
HUKUM OHM
Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor
I = V / R
HUKUM OHM UNTUK RANGKAIAN TERTUTUP
I = n E
R + n rd I = n
R + rd/p
n = banyak elemen yang disusun seri
E = ggl (volt)
rd = hambatan dalam elemen
R = hambatan luar
p = banyaknya elemen yang disusun paralel
RANGKAIAN HAMBATAN DISUSUN SERI DAN PARALEL
SERI
R = R1 + R2 + R3 + …
V = V1 + V2 + V3 + …
I = I1 = I2 = I3 = …
PARALEL
1 = 1 + 1 + 1
R R1 R2 R3
V = V1 = V2 = V3 = …
I = I1 + I2 + I3 + …
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
ENERGI LISTRIK (W)
adalah energi yang dipakai (terserap) oleh hambatan R.
W = V I t = V²t/R = I²Rt
Joule = Watt.detik
KWH = Kilo.Watt.jam
DAYA LISTRIK (P) adalah energi listrik yang terpakai setiap detik.
P = W/t = V I = V²/R = I²R
RANGKAIN LISTRIK
HUKUM KIRCHOFF I : jumlah arus menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.
S Iin = Iout
HUKUM KIRCHOFF II : dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (e) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol.
Se = S IR = 0
Dalam menyelesaian soal rangkaian listrik, perlu diperhatikan :
1. Hambatan R yang dialiri arus listrik. Hambatan R diabaikan jika tidak
dilalui arus listrik.
2. Hambatan R umumnya tetap, sehingga lebih cepat menggunakan
rumus yang berhubungan dengan hambatan R tersebut.
rangkaian, energi dan daya listrik.
KAPASITOR
PENGERTIAN KAPASITOR
Kapasitor (kondensator) 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). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9×1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.
Struktur sebuah kapasitor terbuat fari dua buah pelat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal misalnya adalah ruang hampa udara, keramik, gelas, dan lain-lain. Jika kedua ujung pelat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif, dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
FUNGSI KAPASITOR
Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian adalah:
* Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS = Power supply)
* Sebagai filter dalam rangkaian PS
* Sebagai frekuensi dalam rangkaian antenna
* Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon.
* Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar
KAPASITANSI KAPASITOR
Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk menampung muatan elektron. Coulomb pada abad ke-18 menghitung bahwa 1 Coulomb = 6,25 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 electron sebanyak 1 Coulomb. Dengan rumus dapat ditulis:
Q = C . V
Keterangan:
Q = muatan electron dalam C (Coulomb)
C = nilai kapasitansi dalam F (Farad)
V = besar tegangan dalam V (volt)
Kapasitor pelat paralel tersusun atas dua pelat paralel dengan luas A dan jarak antar pelat d. dalam ruang hampa, dengan penjabaran menggunakan hokum Gauss, kapasitansinya adalah :
Kapasitor dengan dielektrik adalah kapasitor dengan material insulator (karet, gelas, kertas, mika, dll). Misalkan sebuah bahan dielektrik disisipkan diantara kedua pelat kapasitor, maka beda potensial antara kedua keping akan turun. Karena jumlah muatan pada setiap keping tetap, kapasitansi naik. Hal ini dapat dirumuskan sebagai
RANGKAIAN KAPASITOR
Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total semakin kecil. Di bawah ini adalah contoh kapasitor yang dirangkai secara seri
Pada rangkaian kapasitor seri, berlaku rumus:
V = V1 + V2 + … + Vn
Q = Q1 = Q2 = Qn
Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi pengganti semakin besar.
Di bawah ini adalah contoh kapasitor yang dirangkai secara paralel.
Pada rangkaian kapasitor paralel, berlaku rumus:
V1 = V2 =V3 = Vn
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Qn
ENERGI YANG DISIMPAN DALAM KAPASITOR
Energi potensial U yang tersimpan di dalam kapasitor didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk mengisi muatan. Misalkan sebuah baterai dihubungkan ke sebuah kapasitor. Baterai melakukan kerja untuk menggerakkan muatan dari satu pelat ke pelat yang lain. Kerja yang dilakukan untuk memindahkan sejumlah muatan sebesar q melalui tegangan V adalah
W = V . q
Dengan menggunakan kalkulus energy potensial muatan dapat dinyatakan sebagai:
LISTRIK STATIS
KLASIFIKASI MATERIAL
1. Konduktor
Konduktor merupakan material yang mudah menghantarkan arus listrik.
Contoh: tembaga.
2. Insulator
Insulator merupakan material yang susah menghantarkan arus listrik.
Contoh: kaca.
3. Semikonduktor
Semikonduktor adalah material yang memilki sifat antara konduktor dan insulator.
Contoh: silikon.
HUKUM COULOMB
Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu.
Dirumuskan:
Keterangan:
F : Gaya Coulomb (N)
k : Konstanta Coulomb =
q1 : besar muatan pertama (C)
q2 : besar muatan kedua (C)
r : jarak antar muatan (m)
Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya.
Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan tolak-menolak. Sedangkan muatan yang berbeda jenis akan tarik menarik
Dalam notasi vektor, Hukum Coulomb dapat dituliskan sebagai
MEDAN LISTRIK
Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik.
Satuan listrik memiliki satuan N/C atau Newton/Coulomb.
Jika dalam sebuah sistem terdapat banyak muatan, maka medan listrik di sebuah titik sama dengan jumlah vektor medan listrik dari masing-masing muatan pada titik tersebut.
ENERGI POTENSIAL ELEKTROSTATIK
Jika terdapat dua benda titik bermuatan q1 dan q2 yang terpisah pada jarak r, maka besar energi potensial system tersebut adalah
Jika ada lebih dari dua muatan, maka energi potensial yang tersimpan dalam sistem tersebut adalah jumlah dari energi potensial dari tiap pasang muatan yang ada. Contoh untuk tiga muatan
POTENSIAL LISTRIK
Beda potensial antara titik A dan B didefinisikan sebagai perubahan energi potensial sebuah muatan q yang digerakkan dari A ke B, dibagi dengan muatan tersebut.
Potensial listrik dari muatan titik q pada sebuah titik yang berjarak r dari muatan tersebut adalah
Rabu, 29 April 2009
hukum coulomb
Hukum Coulomb, kadang-kadang disebut hukum Coulomb, adalah satu persamaan yang menggambarkan kekuatan elektrostatik antara muatan elektrik yang terpisahkan jarak tertentu, degan nilai muatan dan jarak pisah keduanya. Dikembangkan pada 1780-an oleh ahli ilmu fisika Perancis Charles Augustin de Coulomb yang merupakan orang penting pada pengembangan teori keelektromagnetan. Hukum Coulomb dapat dinyatakan sebagai berikut:
Dimana r adalah jarak antara kedua titik dan adalah konstanta Coulomb, gaya tarik menarik akan terjadi jika kedua muatan (q1 dan q2) berbeda jenis dan akan tolak-menolak jika kedua muatan sama.
Kontanta Coulomb dapat dijabarkan sebagai berikut:
=
=
=
=
Dalam satuan SI, kelajuan cahaya di dalam ruang hampa, c0 didefinisikan sebagai 299,792,458 m · s-1, dan konstanta magnetik (µ0), didefinisikan sebagai 4π × 10-7 H · m-1, mengacu definisi untukketetapan elektrik (ε 0) dengan ε0 = ≈ 8.854 187 817 × 10−12 F · m−1. Pada aturan cgs, konstanta Coulomb ditetapkan adalah 1.
Rabu, 15 April 2009
CAHAYA
1. Cahaya
Cahaya digolongkan sebagai suatu bentuk radiasi. Radiasi adalah sesuatu yang memancar keluar dari suatu sumber tetapi bukan merupakan zat. Cahaya dapat dilihat mata manusia. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang getarannya adalah medan listrik dan medan magnetic. Getaran ini tegak lurus terhadap arah perambatan cahaya, sehingga cahaya termasuk gelombang transversal. Cahaya matahari dapat merambat melalui ruang hampa. Kelajuan gelombang ini adalah 300 juta m/s.
2. Pemantulan Cahaya
Pada permukaan benda yang rata seperti cermin datar, cahaya dipantulkan membentuk suatu pola yang teratur. Sinar-sinar sejajar yang datang pada permukaan cermin dipantulkan sebagai sinar-sinar sejajar pula. Akibatnya cermin dapat membentuk bayangan benda. Pemantulan semacam ini disebut pemantulan teratur atau pemantulan biasa.
Berbeda dengan benda yang memiliki permukaan rata, pada saat cahaya mengenai suatu permukaan yang tidak rata, maka sinar-sinar sejajar yang datang pada permukaan tersebut dipantulkan tidak sebagai sinar-sinar sejajar. Pemantulan seperti ini disebut pemantulan baur .
Hukum pemantulan cahaya dikemukakan oleh W. Snellius, menurutnya apabila seberkas cahaya mengenai permukaan bidang datar yang rata, maka akan berlaku aturan-aturan sebagai berikut :
1. Sinar datang (sinar jatuh), garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut sinar datang (sinar jatuh) selalu sama dengan sudut sinar pantul (sudut i = sudut r )
3. Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
Sifat bayangan pada cermin datar :
1. Bayangan yang terjadi sama besar dengan benda.
2. Bayangan yang terjadi sama tegak.
3. Jarak benda sama dengan jarak bayangan
4. Bayangan cermin tertukar sisinya, artinya bagian kanan benda menjadi bagian kirinya.
5. Bayangan cermin merupakan bayangan semu, artinya bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar.
4. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung
Hukum pemantulan juga berlaku pada cermin cembung.
Tiga sinar istimewa pada cermin cembung adalah:
Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus
Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan juga
5. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung
Hukum pemantulan juga berlaku pada cermin cekung.
Tiga sinar istimewa pada cermin cekung adalah:
Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus
Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan juga
6. Hubungan Jarak Fokus, Jarak Benda, dan Jarak Bayangan
Atau
Keterangan:
f : jarak fokus cermin
s : jarak benda ke cermin
s’ : jarak bayangan ke cermin
R : pusat kelengkungan cermin
7. Perbesaran Bayangan pada Cermin
Keterangan:
M : perbesaran bayangan
h’ : tinggi bayangan benda
h : tinggi benda
s’ : jarak bayangan benda ke cermin
s : jarak benda ke cermin
8. Pembiasan Cahaya
Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya. Indeks bias mutlak suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di bahan tersebut. Indeks bias relatif merupakan perbandingan indeks bias dua medium berbeda. Indeks bias relatif medium kedua terhadap medium pertama adalah perbandingan indeks bias antara medium kedua dengan indeks bias medium pertama. Pembiasan cahaya menyebabkan kedalaman semu dan pemantulan sempurna.
Persamaan indeks bias mutlak
Hukum pembiasan cahaya
9. Pembiasan Cahaya pada Lensa Cekung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung adalah:
Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus F1
Sinar datang yang melalui titik pusat lensa tidak mengalami pembiasan
Sinar datang yang seolah-olah menuju titik fokus, dibiaskan sejajar dengan sumbu utama
10. Pembiasan Cahaya pada Lensa Cembung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung adalah:
Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus
Sinar datang yang melalui titik pusat lensa tidak mengalami pembiasan
Sinar datang melalui titik fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama
11. Rumus-Rumus Lensa
Rumus kuat lensa
Rumus pembentukan bayangan pada lensa
Rumus lensa gabungan