Fisika Listrik

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA LISTRIK 

SIMULASI RANGKAIAN MENGGUNAKAN LTspice XVII

Disusun oleh:

MA Algifari Edward

(1930511026)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUKABUMI

JL. R Syamsudin S.H No. 50, Kec. Cikole Kota Sukabumi

Jawa Barat 43113

• Tujuan Praktikum 

Bisa memahami penggunaan aplikasi LTspice 

Bisa menghitung kuat arus, tegangan, dan hambatan dalam sebuah rangkaian 

• Teori Dasar 

Pengertian rangkaian listrik adalah hubungan (sambungan) dari macam-macam elemen listrik pasif seperti resistor, kapasitor, inductor, transformator, sumber tegangan, sumber arus, dan saklar. Rangkain terdiri dari rangkaian seri, paralel, dan campuran.

Untuk menentukan besar tegangan, kuat arus dan hambatan dapat ditentukan dengan hukum ohm. Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan tegangan yang diterapkan kepadanya.

Rumus hukum ohm: V = I x R

Keterangan: 

V : Tegangan (Volt)

I : Kuat Arus (Ampere)

R : Hambatan (Ω) 

LTSpice adalah perangkat lunak yang berbasis pada SPICE (Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis) yang digunakan untuk simulasi rangkaian elektronik analog/digital yang dibuat oleh Linear Technology.

• Perlengkapan 

1. Komputer atau laptop 
2. Aplikasi LTspice (sudah terinstal) 

• Langkah Pengerjaan 

Buka Komputer atau laptop (sudah terinstal LTspice) 

Kemudian buka aplikasi LTspice nya, lalu buat lembar kerja baru dengan cara menekan CTRL + N atau pilih menu file dan pilih New Schemantic 

Lalu buatlah rangkaian listrik dengan menggunakan fitur yang tersedia 

Jika sudah merangkai maka kita jalankan dengan cara menekan Run (isi stop time dengan 1m lalu OK) 

Cara mengukur tegangan pada rangkaian dengan mengarahkan kursor kita kepada rangkaian jika kursor berubah maka klik dan tahan sampai ke titik mana kita akan menghitung nya. gambar kursor akan seperti ini saat diarahkan kepada rangkaian 

Untuk menghitung kuat arus pada rangkaian maka bawa kursor ke rangkaian current sampai muncul ikon lalu klik maka nanti akan diketahui kuat arus dari rangkaian tersebut. hasil akan ditampilkan dalam bentuk gelombang. bentuk dari ikon untuk mencari kuat arus. 

Untuk menghitung R ekivalensi maka kita harus mencari tegangan rangkaian tersebut dengan cara diatas lalu akan muncul gelombang dan double klik pada gelombang V(n001) lalu klik kanan dan tambahkan dengan /-I(V1) agar I nya tidak menghasilkan nilai negative maka I diubah menjadi tanda negative. V(n001) /-I(V1) klik OK maka akan muncul gelombang. 

• Analisis 

1. Gambarlah rangkaian berikut dengan menggunakan ltspice dan tentukan R Ekivalennya!

2. Gambarlah rangkaian listrik berikut dan tentukan nilai arusnya !

3. Gambarlah rangkaian berikut dan tentukan besar tegangan V nya!

4. Gambarlah rangkaian berikut dan tentukan besar arus I nya! 

5. Gambarlah rangkaian listrik berikut dan tentukan nilai V (tegangan) serta I (arus) ! 

• NO. 1 

Pada gambar rangkaian dibawah dengan menggunakan ltspice dapat diketahui nilai R ekivalennya yaitu 75Ω (dilingkari warna biru) dan gelombang garis pada gambar diatas menujukan pada garis di 75Ω. 

• NO. 2 

Pada rangkaian tersebut dapat diketahui nilai arusnya yaitu 1.5A (dilingkari warna biru). 

• NO.3 

Pada rangkaian tersebut dapat diketahui nilai dari kuat arusnya yaitu 1A (dilingkari warna hijau) dan total R nya 7Ω (dilingkari warna merah), dan tegangan nya sebesar 7V (dilingkari warna biru), Pada hambatan R1 4 ohm tegangannya 4V, dan untuk rangkaian paralel R2 dan R3 hambatanya 6 ohm tegangan nya masing-masing 1.5V jadi total tegangan pada rangakaian paralel adalah 3V maka ditotal tegangan pada rangkaian hambatan pada seri dan paralel adalah 7V. 

• NO.4 

Pada rangkaian diatas tegangan nya 1.5V (dilingkari warna biru), kuat arus 2A (dilingkari warna hijau), dan hambatannya 750mΩ atau 0.75Ω (dilingkari warna merah). Maka pada rangkaian pada hambatan seri R1 dan R2 nilai kuat arus nya 0.5A dan pada hambatan pada R3 nilai kuat arusnya 1.5A maka total kuat arusnya 2A 

• NO.5 

Pada soal nomor 5 ini agar dapat diketahui nilai i dan v maka harus menggunakan hukum kirchoff ∑i=0 dapat dijabarkan seperti berikut :

I1+12+(-I3) = 0 

V2 - 16 / 8 + V2/12 - 3 = 0 

3V2 – 48 + 2V2 -72 = 0 

5V2 - 120 = 0 

V2 = 120/5 

V2 = 24V

• Maka V

V=V2-V1 

V=24-16 

V=8V

• Untuk I

I= I1-I2 

I= 3 - V1/R1+R2 

I= 3 - 16/8+12 

I= 2A 

Pada rangkaian diatas terdapat 2 sumber tegangan yang berbeda yaitu V(n001)= 16V dan V(n002)=24V karena ditanyakan nilai tegangan(V) maka :

V= V(n002)-V(n001)

V= (24-16)V

V= 8V

Pada rangkaian diatas terdapat dua arus yaitu I(I1)=3A dan pada rangkaian sebelah kiri terdapat I(V1)=1A jadi untuk nilai kuat arus (I)

I= I(I1)- I(V1).

I= (3-1)A

I= 2A

• Kesimpulan 

Bahwa pada aplikasi LTspice dapat menghitung tegang, kuat arus dan juga hambatan listrik yang sudah di rangkai dalam aplikasi

Program Kalkulus

Codingan:

#include <iostream>


using namespace std;

int main(){
float a,b,c,t,r,i,j,n,n1,q,w,h,z;

//system ("cls");

printf("=============================\n");
printf("|       Program Kalkulus    |\n");
printf("=============================\n""\n");

printf("Bentuk Umum (ax^n) + (bx^n1) + (c)\n");
printf("Masukkan Nilai a : ");
scanf("%f",&a);
printf("Masukkan Nilai b : ");
scanf("%f",&b);
printf("Masukkan Nilai c : ");
scanf("%f",&c);
printf("Masukkan Nilai n : ");
scanf("%f",&n);
printf("Masukkan Nilai n1 : ");
scanf("%f",&n1);
printf("\n""\n");

system ("cls");

printf("=============================\n");
printf("|    Hasil yang diperoleh   |\n");
printf("=============================\n""\n");
printf("\n""\n");

printf("Fungsinya adalah : (%.2fx^%.2f) + (%.2fx^%.2f) + (%.2f)",a,n,b,n1,c);
printf("\n");
t=a*n;
r=b*n1;
h=n-1;
z=n1-1;
printf("Turunannya adalah : (%.2fx^%.2f) + (%.2fx^%.2f) + (%.2f)\n",t,h,r,z);
i=a/(n+1);
j+b/(n1+1);
q=n+1;
w=n1+1;
printf("Turunannya adalah : (%.2fx^%.2f) + (%.2fx^%.2f) + (%.2f)\n",i,q,j,w,c);
printf("\n""\n");
printf("=============================\n");

return 0;
}

Komponen Elektronika

Elektronika

Komponen Elektronik Adalah Elemen Terkecil Dalam Suatu Rangkaian Alektronik Yang Memiliki Fungsi Fungi Tersendiri Dalam Sebuah Rangkaian Elektronika

Jenis –Jenis Komponen Elektronika

Berdasarkan Bentuk Dan Cara Pemasangannya Komponen Elektronika Dibedakan Dalam 2 Jenis Yaitu Jenis Smd (Surface Mount Device) Dan Jenis Umum Atau Reguler.

1. Komponen Elektronika Jenis Umum (Reguler)

    Komponen Jenis Umum Adalah Komponen Elektronika Yang Memiliki Pin Atau Kaki Dengan Cara Menggunakan Pcb Yang Berlubang. Yaitu Posisi Komponen Diletakan Pada Pcb Kemudian Pin Atau Kaki Komponen Pada Sisi Pcb Yang Lain Untuk Disolder Pada Jalur Pcb Tersebut. Beberapa Komponen Elektronika Jenis Umum Dapat Dilihat Dalam Gambar Dibawah.

 

Komponen Elektronika Jenis Ini Pada Umumnya Digunakan Untuk Membuat Sistem Sederhana Yang Tidak Memerlukan Perangkat Fisik Yang Digunakan Atau Digunakan Pada Perangkat Atau Sistem Elektronik Dengan Daya Besar.

2. Komponen Elektronika Jenis Smd (Surface Mount Device)

    Komponen Elektronika Jenis Smd (Surface Mount Device) Ini Adalah Komponen Elektronika Yang Cara Pemasangannya Langsung Ditempel Dan Disolder Dengan Pcb Pada Sisi Jalur Pcb. Komponen Elektronika Jenis Smd Ini Juga Dilengkapi Pin Atau Kaki, Akan Tetapi Fisik Kaki Atau Pin Komponen Smd Ini Di Desain Kecil Dengan Tujuan Untuk Dipasang Pada Permukaan Jalur Pcb. Pada Umumnya Komponen Jenis Elektronika Smd Adalah Komponen Jenis Elektronika Terbaru Seperti Pada Gambar Berikut.

 

Komponen Elektronika Jenis Smd Dirancang Untuk Memenuhi Persyaratan Fisik Perangkat Elektronik Dengan Bentuk Fisik Yang Kecil. Salah Satu Aplikasi Komponen Elektronika Jenis Smd Ini Dapat Dilihat Pada Perangkat Komputer Seperti Ram, Vga Dan Komputer Papan Tulis.

Komponen Elektronika Berdasarkan Fungsi Dan Cara Membagi Komponen Elektronika Terdiri Dari Dua Jenis

1.    Komponen Elektronika Aktif

      Komponen Elektronika Aktif Adalah Jenis Komponen Elektronika Yang Memerlukan Arus Eksternal Untuk Dapat Beroperasi. Dengan Kata Lain, Komponen Elektronika Aktif Hanya Dapat Berfungsi Apabila Mendapatkan Sumber Arus Listrik Dari Luar (Eksternal).

1.      Transitor

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.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C).

Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan

tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus

output Kolektor.

Fungsi Transistor Lainnya :  

·         Sebagai penguat amplifier.

·         Sebagai pemutus dan penyambung (switching).

·         Sebagai pengatur stabilitas tegangan.

·         Sebagai peratas arus.

·         Dapat menahan sebagian arus yang mengalir.

·         Menguatkan arus dalam rangkaian.

·         Sebagai pembangkit frekuensi rendah ataupun tinggi

 

2.      Dioda

Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N.

Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus 

pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda yaitu anoda dan

katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja (forward), sehingga 

banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus. Secara sederhana sebuah dioda

bisa 

kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang

mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh

dorongan aliran air dari depan katup.

Berdasarkan Fungsi Dioda terdiri dari :

- Dioda Biasa atau Dioda Penyearah yang umumnya terbuat dari Silikon dan berfungsi

sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC).

- Dioda Zener (Zener Diode) yang berfungsi sebagai pengamanan rangkaian setelah tegangan yang ditentukan oleh Dioda Zener yang bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener.

- LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya yaitu Dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik.

- Dioda Foto (Photo Diode) yaitu Dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai Sensor.

- Dioda Schottky (SCR atau Silicon Control Rectifier) adalah Dioda yang berfungsi sebagai pengendali .

- Dioda Laser (Laser Diode) yaitu Dioda yang dapat memancar cahaya Laser. Dioda Laser sering disingkat dengan LD.

 

3.      IC (Integrated Circuit)

IC (Integrated Circuit) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan Transistor, Resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bentuk IC (Integrated Circuit) juga bermacam-macam, mulai dari yang berkaki 3 (tiga) hingga ratusan kaki (terminal). Fungsi IC juga beraneka ragam, mulai dari penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya, IC adalah Komponen Elektronika dipergunakan sebagai Otak dalam sebuah Peralatan Elektronika. IC merupakan komponen Semi konduktor yang sangat sensitif terhadap ESD (Electro Static Discharge). Sebagai Contoh, IC yang berfungsi sebagai Otak pada sebuah Komputer yang disebut sebagai Microprocessor terdiri dari 16 juta Transistor dan jumlah tersebut belum lagi termasuk komponen-komponen Elektronika lainnya.

 

2.    Komponen Elektronika Pasif

     Komponen Elektronika Passif Adalah Jenis Komponen Elektronika Yang Tidak Memerlukan Sumber Arus Listrik Eksternal Untuk Pengoperasiannya. Komponen-Komponen Elektronika Yang Digolongkan Sebagai Komponen Gabungan Seperti Resistor, Kapasitor Dan Induktor.

a.    Resistor

Resistor Adalah Komponen Dasar  Elektronika  Pasif Yang Digunakan Untuk Membatasi Jumlah Arus Yang  Mengalir  Dalam  Satu  Rangkaian.  Sesuai  Dengan  Namanya  Resistor  Bersifat  Resistif  Dan Umumnya   Terbuat  Dari  Bahan  Karbon.

Satuan Nilai Resistor Atau Hambatan Adalah Ohm (Ω). Nilai Resistor Biasanya Diwakili Dengan Kode Angka Ataupun Gelang Warna Yang Terdapat Di Badan Resistor. Hambatan Resistor Sering Disebut Juga Dengan Resistansi Atau Resistance.

Jenis-Jenis Resistor Diantaranya Adalah :

• Resistor Yang Nilainya Tetap

• Resistor Yang Nilainya Dapat Diatur, Resistor Jenis Ini Sering Disebut Juga Dengan Variable Resistor Ataupun Potensiometer.

• Resistor Yang Nilainya Dapat Berubah Sesuai Dengan Intensitas Cahaya, Resistor Jenis Ini Disebut Dengan Ldr Atau Light Dependent Resistor

• Resistor Yang Nilainya Dapat Berubah Sesuai Dengan Perubahan Suhu, Resistor Jenis Ini Disebut Dengan Ptc (Positive Temperature Coefficient) Dan Ntc (Negative Temperature Coefficient)

 

b.    Kapasitor / Kondensator

Kapasitor  Atau Kondensator Ialah Komponen Elektronika Yang  Mempunyai  Kemampuan  Menyimpan Elektron-Elektron Selama Waktu Yang Tidak Tertentu.

Kapasitor Berbeda Dengan Akumulator Dalam Menyimpan  Muatan  Listrik  Terutama  Tidak  Terjadi  Perubahan Kimia  Pada  Bahan  Kapasitor, Besarnya  Kapasitansi  Dari  Sebuah  Kapasitor  Dinyatakan  Dalam   Farad (F). 

Fungsi-Fungsi Kapasitor Diantaranya Adalah Dapat Memilih Gelombang Radio Pada Rangkaian Tuner, Sebagai Perata Arus Pada Rectifier Dan Juga Sebagai Filter Di Dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya).

Secara Umum Kapasitor Diklasifikasikan Atas 2 Jenis Yaitu Kapasitor Tetap Dan Kapasitor Variabel. 

Https://Teknikelektronika.Com/Pengertian-Komponen-Elektronika-Aktif-Komponen-Elektronika-Pasif/

Https://Skemaku.Com/Pengertian-Komponen-Aktif-Dan-Pasif-Beserta-Jenis-Dan-Fungsinya/

Https://Profesorherp3.Wordpress.Com/2015/07/29/Hello-World/

Https://Fit.Labs.Telkomuniversity.Ac.Id/Macam-Macam-Komponen-Elektronika-Apa-Saja-Itu-Yuk-Cari-Tahu/

Http://Zonaelektro.Net/Mengenal-Komponen-Elektronika-Dan-Fungsinya/

Https://Teknikelektronika.Com/Jenis-Jenis-Komponen-Elektronika-Beserta-Fungsi-Dan-Simbolnya/

Https://Www.Immersa-Lab.Com/5-Komponen-Dasar-Elektronika-Beserta-Fungsinya.Htm

Http://Www.Webstudi.Site/2016/10/Jenis-Fungsi-Simbol-Komponen-Elektronika.Html

Tugas kalkus

Jawaban no.1

Jawaban soal no.8

Vektor

ARTIKEL TENTANG VEKTOR

A.    Pengertian Vektor

Vektor adalah sebuah besaran yang memiliki arah. Vektor digambarkan sebagai panah dengan yang menunjukan arah vektor dan panjang garisnya disebut besar vektor. contohnya adalah perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya dan lain-lain.

- Besaran Vektor

Besaran vektor adalah besaran fisika yang memiliki nilai dan arah. Dalam hal ini nilai dan arah menjadi informasi yang saling melengkapi. Contoh besaran vektor adalah perpindahan, kecepatan, gaya, momentum, medan listrik dll.

Serta penulisannya pun harus dibedakan dengan besaran bukan vektor. Biasanya dituliska dengan huruf cetak tebal, cetak miring atau huruf kapital. Contoh cara penulisan besaran vektor:

- Kecepatan disimbolkan dengan huruf v

- Gaya disimbolkan dengan huruf F

- Momentum disimbolkan dengan huruf p

- dll

Besaran vektor digambarkan dengan anak panah lurus. Arah panah menunjukkan arah besarannya. Panjang garis anak panah merepresentasikan besar vektor.

B. Jenis-jenis Vektor

-  Vektor Nol adalah vektor yang besarnya nol satuan dan arahnya tak tertentu.

- Vektor Posisi adalah Posisi sebuah titik partikel terhadap sebuah titik acuan tertentu dapat dinyatakan dengan sebuah vektor posisi.

- Vektor Basis adalah vektor yang panjangnya satu satuan dan arahnya searah dengan sumbu koordinat.

- Vektor satuan Suatu vektor yang panjangnya satu satuan. Vektor satuan dari 

C. Operasi Vektor

1. a. Penjumlahan vector secara geometris

b. Penjumlahan Vektor dengan Metode Jajaran Genjang

Penjumlahan dua buah vektor Ādan B dengan metode jajar genjang yaitu dengan cara menyatukan pangkal kedua vektor Ā dan B , kemudian dari titik ujung vektor Ā ditarik garis sejajar dengan vector B dan juga dari titikujung vector Ā ditarik garis sejajardengan B vector. Vektor resultan VR  diperoleh dengan menghubungkan titik pangk al ke titik perpotongan kedua garissejajar tersebut di atas.

2. Pengurangan vector secara geometris
Pengurangan vector dapat dilakuakan dengan menjumlahkan vector 1 dengan lawan vector 2.

3. Penjumlahan dan pengurangan vector secara analisis

Untuk menjumlahkan vector-vektor 3 dimensi digunakan metode analitik.

Penguraian vector

Vector a dapat diuraikan menjadi Ax dan Ay

Ax = a cos θ

Ay = a sin θ

Utuk menentukan besarnya vector a dan arah vector a dapat digunakan rumus sebagai berikut:

D. Perkalian Vektor

1. Perkalian sebuah konstanta dengan sebuah vektor

- “Jika k positif maka arahnya sama dengan arah vector a”

- “Jika k negatif maka arahnya berlawanan dengan vector a”

2. Perkalian dua buah vector dengan hasil berupa skalar

Operasi di atas disebut juga “dot product”

Keterangan:

a = vector a

b = vector b

θ = sudut yang dibentuk antara vector a dan vector b

3. Perkalian dua buah vector dengan hasil berupa vector lain

Keterangan:

a = vector a

b = vector b

θ = sudut yang dibentuk antara vector a dan vector b

Operasi di atas disebut juga “cross product”

Arah hasil perkalian vector a dan b selalu tegak lurus dengan bidang yang dibentuk oleh vector a dan b.

Untuk menentukan arah perkalian vector:

kepalkan jari tangan melingkupi sumbu sambil mendorong vector a ke vector b oleh ujung-ujung jari melalui sudut terkecil, sementara ibu jari tetap tegak jadi hasil perkalian vector a dan b ditentukan oleh ibu jari.

Jika kita mengetahui komponen-komponen vector yang akan kita kalikan, kita bisa menggunakan sifat-sifat perkalian silang diantara sesama vector satuan untuk mencari hasil perkalian silang antara dua vector. Sifat-sifat tersebut adalah:

i x i = j x j = k x k = 0

i x j = -j x i = k

j x k = -k x j = i

k x i = -i x k = j

dengan sifat-sifat tersebut kita peroleh :

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

A x B = (Ay Bz - A z By )i + (A z BX - Ax BZ )j +(Ax By - Ay Bx )k

Berarti jika C = A x B, maka komponen-komponen dari C sama dengan :

C = Cx I + Cy j + Cz k adalah :

Cx = Ay Bz - Az By

Cy = Az BX - Ax BZ

Cz = Ax By - Ay Bx

E.    Resultan Vektor

Beberapa vektor dapat dijumlahkan menjadi sebuah vektor yang disebut resultan vektor. Resultan vektor dapat diperoleh dengan beberapa metode, yaitu metode segitiga, metode jajargenjang, poligon, dan analitis.

1.       Metode Segitiga

Untuk mengetahui jumlah dua buah vektor kita dapat menggunakan metode segitiga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut.

a.           Lukislah vektor pertama sesuai dengan nilai dan arahnya, misalnya A!

b.          Lukislah vektor kedua, misalnya B, sesuai nilai dan arahnya dengan titik tangkapnya berimpit pada ujung vektor pertama!

c.           Hubungkan titik tangkap vektor pertama (A) dengan ujung vektor kedua (B)

Selisih dua buah vektor dapat diketahui dengan cara seperti penjumlahan vektor. Misalnya, selisih dua buah vektor A dan B adalah C, juga dapat dinyatakan C = A – B atau C = A + (-B). Hal ini menunjukan bahwa selisih antara vektor A dan B adalah hasil penjumlahan vektor A dan -B, dengan -B adalah vektor yang berlawanan arah dengan B tetapi nilainya sama dengan B.

Sekian penjelasan dari saya, terimakasih.

Referensi:

- https://www.studiobelajar.com/vektor/

- https://idschool.net/fisika/penjumlahan-pengurangan-dan-perkalian-vektor/

- https://www.wardayacollege.com/fisika/pengukuran/besaran/besaran-vektor-skalar/

- 

Besaran, Satuan dan Dimensi Listrik

Pertemuan 1

1. Sistem Satuan

    Sistem satuan yang standar dianjurkan oleh National Bereau of Standard pada tahun 1964, yaitu Sistem Satuan Internasional (International System of Units) disingkat "SI", yang diputuskan oleh konvensi umum mengenai berat dan ukuran pada tahun 1960. SI terdiri dari enam satuan dasar, yaitu: meter, kilogram, detik, ampere, derajat kelvin dan kandela.

     Sistem Satuan Internasional (International System of Units) menggunakan sistem desimal untuk menghubungkan satuan besar dan satuan kecil dengan satuan-satuan dasar dan menggunakan awalan standar untuk menunjukan pangkat daripada bilangan 10. Sistem awalan standar ini adalah :

       Hubungan perpangkatan dari bilangan 10 tidak terdapat dalam Sistem Satuan Inggris (British System of Unit). Satuan-satuan Inggris yang dasar didefinisikan dalam Sistem Satuan Internasional (International System of Units) sebagai berikut : 1 Inchi = 0,0254 meter, 1 Pound massa (lbm) = 0,45359237 kg dan detik dipakai dalam kedua sistem.

Fisika Dasar

A.    Pengertian Fisika

Fisika berasal dari Bahasa Yunani yaitu fysikos(alamiah) dan fysis(alam). Karena itu fisika adalah ilmu yang mempelajari peristiwa yang terjadi dialam. Pada mulanya peristiaalam yang di pelajari itu adalah peristiwa yang terjadi disekitar kita. Di fisika kita akan mengenal beberapa istilah seperti besaran, satuan dan, dimensi.

B.    Besaran dan Satuan

Besaran adalah Sesutu yang dapat diukur dan hasilnya selalu dinyatakan denga angka. Sedangkan satuan adalah pernyataan yang menjelaskan arti suatu besaran dan dijadikan pembanding pengukuran yang di jadikan acuan. Besaran juga terbagi menjadi 2 yaitu besaran pokok dan besaran turunan

1.     Besaran pokok

Besaran pokok adalah besaran yang menjadi dasar untuk menetapkan besaran yang lain. Satuan besaran pokok disebut satuan pokok dan telah ditetapkan terlebih dahulu berdasarkan kesepakatan para ilmuwan. Besaran pokok sifatnya bebas, artinya tidak bergantung pada besaran pokok yang lain.(dikutip dari blog.ruangguru.com)

Table besaran pokok:

2.     Basaran turunan

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok. Contoh besaran turunnan antara lain

a.       Luas (A)

Luas diturunkan dari besaran panjang, yaitu panjang dikali panjang.

b.       Kecepatan (v)

Kecepatan diturunkan dari besaran panjang dan waktu, yaitu panjang/jarak dibagi waktu.

c.       Percepatan (a)

Percepatan diturunkan dari besaran panjang dan waktu, yaitu jarak/panjang dibagi dengan waktu pangkat dua.

d.       Massa jenis (ρ)

Massa jenis diturunkan dari besaran massa dan panjang, yaitu massa dibagi dengan panjang pangkat tiga (volume)

e.       Gaya (F)

Gaya diturunkan dari besaran massa, panjang, dan waktu, yaitu massa dikali (panjang dibagi waktu pangkat dua).

f.        Tekanan (P)

Tekanan diturunkan dari besaran massa, panjang, dan waktu, yaitu massa dibagi dengan (massa dikali waktu pangkat dua)

C.   Dimensi

1.     Pengertian dimensi

Dimensi besaran adalah cara penulisan suatu besaran dengan menggunakan simbol (lambang) besaran pokok. Hal ini berarti dimensi suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokok. Apa pun jenis satuan besaran yang digunakan tidak memengaruhi dimensi besaran tersebut, misalnya satuan panjang dapat dinyatakan dalam m, cm, km, atau ft, keempat satuan itu mempunyai dimensi yang sama, yaitu L.

2.     Fungsi dimensi

a.      Dimensi digunakan untuk membuktikan kebenaran suatu persamaan, Tepatnya dengan Analisa dimensional. Analisis dimensional adalah suatu cara untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan, dengan cara memperhatikan dimensi besaran tersebut.

b.      Dimensi digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran dari besaran-besaran yang mempengaruhinya.

c.     Juga berfungsi untuk menunjukkan kesetaraan beberapa besaran

2. Dimensi Satuan Turunan 

       Satuan turunan seperti gaya, daya, joule dapat diturunkan dari satuan internasional skala besar MKS (meter, kg dan detik) atau skala kecil CGS (centimeter, gram dan detik) dengan simbol pada sistem unternasional dalam bentuk massa (M) panjang (L) dan detik (S) Contoh: Joule = N.m = kg.m/det2.m Maka dimensi satuan joule adalah: (ML/S² ).L =ML²S ^-2 Newton dimensinya = MLS^-2 Joule dimensinya = ML²S ^-2

3. Satuan Satuan Listrik 

a. Joule (J) 

        Adalah satuan dasar untuk kerja atau energi yang didefinisikan sebagai 1 Newton-meter (1Nm). Penggunaan gaya 1 N yang konstan sepanjang jarak 1 meter akan mengeluarkan energi 1 Joule. 1 Joule adalah ekivalen dengan 0, 73756 kaki Pound Gaya (ft-lbf). Satuan Energi lainnya adalah Kalori (Cal), sama dengan 4,1868 Joule, Satuan Termal British (British Thermal Unit, Btu) yang besarnya sama dengan 1055,1 Joule dan Kilo Watt-jam (KiloWatt-hour, KWh) sama dengan 3,6 X 10⁶ Joule.

b. Watt (W)

Adalah banyaknya kerja yang dilakukan per satuan waktu. Satuan dasar daya adalah Watt (W) yang didefinisikan sebagai 1 Joule/second. 1 Watt adalah ekivalen dengan 0,7375 ft-lbf/s. Juga ekivalen dengan 1/745,7 daya kuda (Horse Power = HP).

c. Newton (N)

Adalah satuan dasar untuk gaya yang menyatakan gaya yang diperlukan untuk memberikan percepatan sebesar 1 meter per detik (1m / s2 ) kepada massa 1 kg. Gaya 1 Newton adalah ekivalen dengan 0,22481 Pound Gaya (lbf).

4. Besaran Listrik

a. Muatan Listrik

Gaya listrik terdiri dari dua macam, yaitu :

1. Gaya listrik yang saling tarik-menarik (tidak sejenis)

2. Gaya listrik yang tolak-menolak (sejenis) Semua materi terdiri dari bagian-bagian yang disebut dengan atom.

Atom terdiri atas tiga macam partikel dasar, yaitu :

1. Elektron (Bermuatan listrik Negatif)

2. Proton (Bermuatan listrik Positif)

3. Neutron (tidak bermuatan listrik) Massa dari ketiga partikel tersebut telah ditentukan secara ekperimental dan besarnya adalah 9,10956 x 10-31 kg untuk Elektron dan ± 1840 kali lebih besar untuk Proton dan Neutron.

Satuan muatan dasar disebut dengan Coulomb Menurut Charles Coulomb : “Dua partikel kecil yang bermuatan identik dan berjarak satu meter dalam vakum dan tolak-menolak dengan gaya sebesar 10-7 c 2 Newton mempunyai muatan yang persis identik, yang besarnya masing-masing ± satu Coulomb”.

b. Arus

Muatan yang bergerak disebut dengan arus. Arus yang terdapat di dalam sebuah jalur tertentu, seperti misalnya kawat logam (tembaga), mempunyai besar dan arah yang diasosiasikan dengan adanya muatan bergerak melalui sebuah titik tertentu per satuan waktu dalam arah tertentu. Definisi umum dari arus sebagai perubahan muatan per satuan waktu, dq/dt. Simbol arus adalah I atau i, maka : i = dq/dt ………. ampere (A).

Satuan dasar arus adalah ampere (A), yang menyatakan banyaknya muatan yang mengalir dengan laju 1 C/s. Kata ampere berasal dari nama seorang ilmuan dari Prancis, yaitu : A.M Ampere. Adapun jenis-jenis arus, yaitu :

a. Arus Searah (Direct Current) Adalah arus yang konstan (tetap).

b. Arus Bolak-balik (Alternating Current) Adalah arus yang berubah menurut bentuk gelombang sinusoidal terhadap waktu (t).

c. Arus Eksponensial Adalah arus yang berbentuk eksponensial.

d. Arus Sinus Teredam Adalah arus yang berbentuk sinus teredam


c. Tegangan

Elemen rangkaian yang umum akan ditandai dengan sepasang titik ujung (terminal) yang dapat dihubungkan dengan elemenelemen rangkaian yang lain.

Misalkan bahwa sebuah arus searah diarahkan ke titik ujung (terminal) A melalui elemen memerlukan pengeluarran energi. Maka dikatakan terdapat tegangan listrik atau perbedaan potensial diantara kedua titik ujung tersebut, atau terdapat tegangan listrik atau selisih potensial “melintasi” elemen tersebut.

Secara khusus tegangan melintasi elemen didefinisikan sebagai kerja yang perlu untuk menggerakan muatan positif sebesar 1 C dari satu titik ujung melalui alat tersebut ke titik ujung yang lain. Satuan untuk tegangan adalah volt (V), yang sama dengan 1 Joule / Coulomb dan tegangan dinyatakan dengan simbol atau lambang V atau volt. Kata volt berasal dari nama seorang ilmuan Italia, yaitu : Allessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta. Tanda untuk tegangan dinyatakan dengan tanda aljabar plus (+) atau minus (-).

d. Daya

Tegangan telah didefinisikan sebagai energi yang dibelanjakan dan daya adalah laju dengan energi dibelanjakan. Lambang atau simbol daya adalah P atau p. Jika satu joule energi diperlukan untuk memindahkan satu coulomb muatan per detik melalui alat adalah satu watt. Tenaga yang diserap ini haruslah sebanding dengan banyaknya coulomb yang dipindahkan per detik, atau arus, dan sebanding dengan energi yang diperlukan untuk memindahkan satu coulomb melalui elemen atau tegangan, atau watt. Jadi :

P = V. I ………. watt