Getaran Gelombang Bunyi

PENGERTIAN GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI

GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI

1.     Getaran

a.      Pengertian getaran

Getraran adalah:gerak bolak-balik benda  secara teratur melalui titik keseimbangan.Salah satu cirri getaran adalah adanya mplitude ( simpang terbesar suatu getaran ).

b.      Periode dan frekuensi getaran

Setiap benda yang bergetar selalu memiliki frekuensi dan periode getar. Apakah yang  di maksud dengan frekuensi getaran? Dan apakah yang di maksud dengan periode getaran? Bagaimana hubungan antara frekuensi dan periode getaran?

Periode adalah waktu yang di perlukan benda untuk melakukan satu kali getaran.Periode dinyatakan dalam satuan sekon.

Periode dapat di nyatakan dalam rumus matematika sebagai berikut.

Periode getaran (T)= waktu getar /Jumlah getaran (n)

        Ferkuensi adalah jumlah getran dalam satu sekon. Satuan ferkuensi adalh hertz (Hz)                                                                Frekuensi dapat dinyatakan dalam satuaan matematika sebagai berikut:

Frekuensi (f) = Jumlah getaran / Waktu getaran (t)

        Hubungan antara frekuensi da periode dinyatakan sebagai berikut:

F= 1/T

T =1/f

         Keterangan : f= ferekuensi         T=periode

2.     Gelombang

a.      Pengertian gelombang

Gelombang adalah getran yang merambat. Gelombang terjadi karna adanya sumber getaran. Pada perambatanya gelombang merambatkan energy gelombang,sedangakan perantaranya tidak ikut merambat.

b.      Macam-macam gelombang

·         menurut zat perantaranya

1.  Gelombang mekanik :gelombang yang perambatanya memerlukan medium, contoh :gelombang air dan gelombang bunyi.

2. Gelombang elektrik : gelombang yang dalam perambatanya tidak memerlukan medium.contoh gelombang radio dan gelombang cahaya

·         menurut arah rambat dan arah getarannya

1.      Gelombang transversal

adalah gelombang yang arah rambatanya tegak lurus terhadap arah getaranya. Gelombang transversal berbentuk bukit gelombang dan lembah gelombang yang merambat. Contoh gelombang pada tali, permukaan air dan gelombang cahaya.

Gambar gelombang transversal :

                                                                 

Panjang gelombang pada gelombang transversal

Panjang gelombang adalah panjang suatu gelombang yang terdiri dari satu bukit dan satu lembah gelombang.panjang gelombang di lambangkan dengan lamda (   )dan satuanya adalah meter

2.      Gelombang longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya. Gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan renggangan. Contohnya gelombang bunyi.

Gambar gelombang longitudinal :

Panjang gelombang lkongitudinal 

Panjang gelombang lkongitudinal adalahpanjang satu gelombang yang terdiri dari satu rapatan dan satu renggangan.

         Periode gelombang (T)

Yaitu  waktu yang di prlukan untuk menempuh satu gelombang,satuanya adalah sekon (s)

         Frekuensi gelombang((f)

Yaitu jumlah gelombang yang terbentuk dalam satu detik,satuanya adalah Hz (hertz)

         Cepatrambat gelombang (v)

Yaitu jarak yang di tempuh gelombang dalam waktu satu detik ,satuanya adalah meter/detik (m/s)

         Hubungan antara pajang gelombang,periode,frekuensi, dan cepat rambat gelomabang.

         Rumus dasar gelombang adalah:  λ = vT atau v =  λ/T Dan f = 1/T maka  v = λ f

v              = cepat rambat gelombang (m/s)

λ              = panjang gelombang (m)

T             = periode (s)

f               = frekuensi (Hz)

·         Menurut amplitudo dan fasenya :
1.  gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya sama di setiap titik yang dilalui gelombng.
2.  gelombng diam (stasioner) adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya berubah (tidak sama) di setiap titik yang dilalui gelombang.

·         Menurut medium perantaranya :
1. .  gelombang mekanik adalah gelombang yang didalam perambatannya memerlukan medium perantara. Hampir semua gelombang merupakan gelombang mekanik.
2.  Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang didalam perambatannya tidak memerlukan medium perantara. Contoh : sinar gamma (γ), sinar X, sinar ultra violet, cahaya tampak, infra merah, gelombang radar, gelombang TV, gelombang radio.

3.     Bunyi

a.      Pengertian bunyi

bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari benda yang bergetar. Benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan molekul-molekul udara yang ada disekitarnya. Dengan demikian, syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang bergetar. Perambatan bunyi memerlukan medium. Kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi

b.      Syarat bunyi

1.       ada benda yang bergetar (sumber bunyi)

2.       ada medium yang merambatkan bunyi, dan

3.       ada penerima yang berada di dalam jangkauan sumber bunyi

Bunyi memiliki cepat rambat yang terbatas. Bunyi memerlukan waktu untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Cepat rambat bunyi sebenarnya tidak terlampau besar. Cepat rambat bunyi jauh lebih kecil dibandingkan denga cepat rambat cahaya. Bahkan sekarang orang telah mampu membuat pesawat yang dapat terbang beberapa kali daripada cepat rambat bunyi. Cepat rambat bunyi sering dirumuskan sebagai berikut:

v = s / t 

v = cepat rambat bunyi (m/s), s = jarak sumber ke pengamat (m), t = selang waktu (s)

c.       Sifat bunyi

1. Merupakan gelombang longitudinal
2. Tidak bisa merambat pada ruang hampa
3. Kecepatan rambatnya dipengaruhi oleh kerapatan medium perambatannya (padat, cair, gas). Paling cepat pada medium yang kerapatannya tinggi.
4. Dapat mengalami resonansi dan pemantulan.

Bunyi dapat mengalami resonansi. Apa itu resonansi? Pengertian resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran benda lain, karena frekuensinya sama. Bunyi dapat mengalami pemantulan, proses pemantulan bunyi dimanfaatkan pada:

• Penentuan cepat rambat bunyi
• Pendeteksian cacat dan retak pada pipa logam
• Survei geofisika
• Pengukuran ketebalan pelat logam
• Pengukuran kedalaman tempat.

d.      jenisbunyi

1. Bunyi infrasonik: yaitu bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz, dan dapat didengar oleh anjing, jangkrik, angsa, dan kuda.
2. Bunyi audiosonik, yaitu bunyi yang frekuensinya berada antra 20 Hz-20.000 Hz dan dapat didengar manusia.
3. Bunyi untrasonik, yaitu bunyi yang frekuensinya lebih dari 20.000 Hz, dapat didengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.
4. Nada, yaitu bunyi yang frekuensinya beraturan.
5. Desah, yaitu bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
6. Gaung atau kerdam, yaitu bunyi pantul yang sebagian datang bersamaan dengan bunyi asli, sehingga menggangu bunyi asli.
7. Gema yaitu, bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli, sehingga memperkuat bunyi asli.

Usaha

1. Usaha

Ketika gaya berinteraksi dengan benda sehingga benda itu mengalami perpindahan maka gaya itu dikatakan melakukan usaha pada benda. Lalu, apakah yang dimaksud dengan usaha itu? Samakah dengan pengertian usaha dalam istilah sehari-hari?
Dalam keseharian, istilah usaha dapat diartikan sebagai segala daya upaya atau kegiatan yang dilakukan manusia untuk mencapai tujuan tertentu. Sebagai contoh untuk meraih tujuan berupa pengetahuan seseorang melakukan usaha berupa kegiatan belajar. Lalu bagaimanakah arti usaha dalam fisika?
Kemudian, pada saat kita mendorong dinding dengan suatu gaya tertentu, ternyata dinding tersebut tetap diam. Apabila gaya tersebut kita gunakan untuk mendorong kursi, ternyata kursinya bergerak. Dalam pengertian sehari-hari kita mengatakan bahwa usaha yang kita lakukan untuk mendorong dinding maupun untuk mendorong kursi adalah sama, karena gaya yang kita gunakan besarnya sama, tanpa memperhatikan benda tersebut tetap diam atau bergerak. Apakah hal ini sama dengan pengertian usaha dalam fisika?
Dalam fisika, usaha selalu melibatkan gaya dan perpindahan. Usaha hanya akan terjadi jika gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan perpindahan pada benda itu. Jadi, meskipun pada benda bekerja gaya yang sangat besar, tetapi jika benda tidak mengalami perpindahan, berarti tidak ada usaha pada benda itu. Usaha berkaitan dengan suatu perubahan. Seperti kita ketahui, gaya dapat menghasilkan perubahan. Apabila gaya bekerja pada benda diam, benda tersebut bisa berubah posisinya. Sedangkan bila gaya bekerja pada benda yang bergerak, benda tersebut bisa berubah kecepatannya. Untuk memindahkan massa yang lebih besar diperlukan usaha yang lebih besar. Demikian pula untuk memindahkan benda pada jarak yang lebih jauh, juga diperlukan usaha yang lebih besar.
Usaha yang dilakukan oleh gaya tetap F sama dengan hasil kali titik (dot product) antara gaya dan perpindahan s secara matematis,
W = F . s = F s cos α                    …………………(1-1)
dengan
W    = usaha (joule = J)
F     = gaya (N)
S     = perpindahan (m)
α     = sudut antara F dan s (derajat atau radian)
Mari kita lihat video simulasi ini, semoga akan lebih paham   mainkan!
1.1. Keadaan istimewa mengenai usaha
Kita dapat menyatakan empat keadaan istimewa mengenai usaha yang dilakukan oleh suatu gaya, yaitu
1. Gaya searah perpindahan (α = 0ᵒ)
Karena cos 0ᵒ = 1, maka W = Fs

Gambar 1.1 Usaha yang dilakukan oleh gaya yang searah dengan perpindahan

 2.  Gaya tegak lurus perpindahan (α = 90ᵒ)

Karena cos 90ᵒ = 0, maka W = 0

Gambar 1.2 Usaha yang dilakukan oleh gaya yang tegak lurus dengan arah perpindahan.

3. Gaya berlawanan arah dengan perpindahan (α = 180ᵒ)
Karena cos 180ᵒ = -1, maka W = -Fs

Gambar 1.3 Usaha yang dilakukan oleh gaya yang berlawanan arah dengan arah perpindahan.

4. Perpindahan sama dengan nol atau benda tetap diam (s = 0)

Gambar 1.4 Usaha yang dilakukan oleh gaya tanpa menimbulkan perpindahan.

1.2.Usaha oleh Beberapa Gaya

1. Masing-masing gaya bekerja pada perpindahan yang berbeda.

Usaha adalah besaran scalar, maka usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda dapat dihitung          sebagai hasil penjumlahan aljabar dari usaha yang dilakuakn oleh masing-masing gaya secara individual.
W = W₁ + W₂ + W₃ + W₄ + …… + W_n =  …………(1-2)
Perhatikan contoh usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya berikut :

Gambar 1.5 Usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda.

2. Masing-masing gaya bekerja serentak pada perpindahan yang sama.
Usaha total yang dilakukan oleh beberapa gaya yang bekerja serentak dapat dihitung sebagai hasil kali resultan komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dan besarnya perpindahan.

Perhatikan usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya berikut.

Gambar 1.6 Usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang sama.

1.3.Menentukan Besar Usaha dari Grafik F-s
Usaha yang dilakukan oleh gaya selama perpindahan sama dengan luas daerah yang dibatasi oleh grafik dan sumbu s. Usaha bernilai positif jika luas daerah berada di atas sumbu s, sedangkan usaha bernilai negative jika luas daerah berada di bawah sumbu s.
Perhatikan contoh grafik antara gaya dan perpindahan berikut.

Gambar 1.7 Grafik F-s menunjukkan besar usaha yang dilakukan oleh gaya selama perpindahan terjadi.

Usaha yang dilakukan sama dengan luas trapezium (I) dikurangi luas segitiga (II).

1.4.Usaha yang Dilakukan oleh Gaya Berat
Anggap sebuah benda bermassa m dilepaskan dari ketinggian h di atas permukaan bumi. Benda akan jatuh karena pengaruh gaya gravitasi.
Besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi adalah:
W_grav = F_grav x h = m . g . h ……………………………(1-4)
Usaha ini positif karena arah gaya dan perpindahan sama-sama ke bawah. Sekarang Anda lihat kasus di mana benda dinaikkan dari lantai perlahan-lahan hingga ketinggian h. Di sini arah perpindahan (ke atas) berlawanan dengan arah gaya berat (ke bawah) sehingga usahanya negative W = – (m g h). Ketika benda berpindah secara horizontal gaya gravitasi tidak melakukan usaha karena arah perpindahan tegak lurus arah gaya (ingat pembahasan di depan).

Ion,Atom,Molekul

Pengertian & Perbedaan Atom, Molekul, Ion, Unsur, Senyawa, Campuran Oktober 9, 2011

Ada yang tahu pengertian istilah2 diatas?, Mungkin beberapa dari kita, termasuk saya sendiri begitu dan masih sangat bingung dengan berbagai per-istilahan dalam bidang kimia.
Istilah – istilah tersebut sebenarnya sering kita dengar. Saking seringnya mendengar, kita anggap hal tersebut adalah hal lumrah, sehingga dianggap tidak perlu kita pertanyakan/permasalahkan, bahkan mungkin kita anggap hal tersebut sebagai hal2 biasa/sepele.
Walaupun begitu, tidak jarang ketika kita ditanya pengertian istilah2 diatas, yang ada malah “TINGTONG”, alias kebingungan, nah lho??.
Belakangan ini sy pun sadar hal itu.

“Sadar/dasar emang lo nya aj yg gtw?? ngapain aja dulu sekolah?? “
terserah ah, yg penting gw masih mau berlajar lagi..

Berikut pengertian & perbedaan Atom, Molekul, Ion, Unsur, Senyawa, Campuran, yang sy rangkum, juga ta buat oret2annya, mudah2an jd ngerti. Maaf jika ada penjelasan yang salah/kurang pas, nanti boleh ditanya ke guru/dosennya ya
PARTIKEL PENYUSUN MATERI/ZAT
Partikel adalah sebuah satuan dasar dari benda atau materi. Bisa juga dikatakan Partikel merupakan satuan bagian terkecil dari suatu materi. Jenis Partikel ini ada 3 yaitu: atom, molekul, dan ion. Jadi baik atom, molekul, dan ion ke tiga-nya merupakan satuan terkecil dari materi yg secara umum disebut partikel

1. Atom adalah: Satuan terkecil dari suatu materi yang terdiri atas inti, yang biasanya mengandung proton (muatan+) dan neutron (netral), dan kulit yang berisi muatan negatif yaitu elektron. Ada juga yang menyebutkan bahwa atom adalah partikel penyusun unsur.
Kedua pengetian ini semuanya benar. Yang pasti atom itu :
– punya proton, neutron, elektron, (kecuali pd Hidrogen-1, yg tidak memiliki neutron)
– punya karekteristik tertentu, yaitu punya jumlah proton dan elektron yang sama (jika tdk sama disebut ion)
– atom2 yang punya karakteristik yang sama dinamakan unsur,
Analogi sederhana: Setiap orang yang sering membaca, kita sebut sikutu buku, ceritanya kita punya 4 teman yang punya hobi membaca, sehingga kita simpulkan keempat teman kita ini sikutubuku karena punya kebiasaan yang sama. Jadi
teman kita= atom,

Hukum Newton

Bunyi Hukum Newton (1, 2, 3 ), Rumus & Contoh di Kehidupan Sehari-hari

a. Bunyi Hukum Newton 1 (I)

Bunyi: "Jika resultan gaya yang bekerja pada benda yang sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam. Benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap lurus beraturan dengan kecepatan tetap". 

Rumus Hukum Newton 1 (I): 

                        

Contoh Hukum Newton 1 (I) dalam Kehidupan Sehari-hari 

• Saat mobil bergerak cepat di rem mendapak penumpang akan serasa terdorong kedepan
• Mobil yang anda naiki setelah direm mendadak, lalu mobil tiba-tiba bergerak kedepan, maka anda akan terdorong ke belakang
• Koin yang diatas kertas yang diletakkan di meja akan tetap, jika kertas ditarik cepat

b. Bunyi Hukum Newton 2 (II)

Bunyi: "Percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan jumlah gaya (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya". 

Rumus Hukum Newton 2 (II): 

             

Contoh Hukum Newton 2 (II) dalam Kehidupan Sehari-hari

• Gaya yang ditimbulkan ketika menarik gerobak yang penuh dengan padi, untuk dipindahkan kerumah dari sawah 
• Jika di tarik dengan gaya yang sama mobil-mobil yang masasanya lebih besar (ada beban) percepatannya lebih kecil, sedangkan pada mobil-mobilan yang sama (massa sama) jika ditarik dengan gaya yang lebih besar akan mengalami percepatan yang lebih besar pula

c. Bunyi Hukum Newton 3 (III) 

Bunyi: "Jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain maka benda yang dikenai gaya akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang di terima dari benda pertama tetapi arahnya berlawanan". 

Rumus Hukum Newton 3 (III): 

1. Gaya Gesek 

              

2. Gaya Berat 

             

3. Berat Sejenis 

             

Contoh Hukum Newton 3 (III) dalam Kehidupan Sehari-hari

Contoh umum: adanya gaya gravitasi, Peristiwa gaya magnet, gaya listrik

• Duduk di atas kursi berat badan tubuh mendorong kursi ke bawah sedangkan kursi menahan (mendorong) badan ke atas. 
• Jika seseorang memakai sepatu roda dan mendorong dinding, maka dinding akan mendorong sebesar sama dengan gaya yang kamu keluarkan tetapi arahnya berlawanan, sehingga orang tersebut terdorong menjauhi dinding

Energi Dan Daya Listrik

1. Energi Listrik
Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:
• Energi listrik menjadi energi kalor / panas, contoh: seterika, solder, dan kompor listrik.
• Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.
• Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik.
• Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu, peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain).

Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang berhambatan R, maka sumber arus akan mengeluarkan energi pada penghantar yang bergantung pada:
• Beda potensial pada ujung-ujung penghantar (V).
• Kuat arus yang mengalir pada penghantar (i).
• Waktu atau lamanya arus mengalir (t).

Berdasarkan pernyataan di atas, dan karena harga V = R.i, maka persamaan energi listrik dapat dirumuskan dalam bentuk :
W = V.i.t
= (R.i).i.t
W = i^2.R.t (dalam satuan watt-detik)

dan karena i = V/R, maka persamaan energi listrik dapat pula dirumuskan dengan:
W = i^2.R.t
= (V/R^2.R.t
W = V^2.t/R (dalam satuan watt-detik)

Keuntungan menggunakan energi listrik:
a. Mudah diubah menjadi energi bentuk lain.
b. Mudah ditransmisikan.
c. Tidak banyak menimbulkan polusi/ pencemaran lingkungan.

Energi listrik yang dilepaskan itu tidak hilang begitu saja, melainkan berubah menjadi panas (kalor) pada penghantar. Besar energi listrik yang berubah menjadi panas (kalor) dapat dirumuskan:
Q = 0,24 V i t……kalori
Q = 0,24 i^2 R t…..kalori
Q = 0,24 V^2.t/R….kalori

Jika V, i, R, dan t masing-masing dalam volt, ampere, ohm, dan detik, maka panas (kalor) dinyatakan dalam kalori.

Konstanta 0,24 didapat dari percobaan joule, Di dalam percobaannya Joule menggunakan rangkaian alat yang terdiri atas kalorimeter yang berisi air serta penghantar yang berarus listrik. Jika dalam percobaan arus listrik dialirkan pada penghantar dalam waktu t detik, ternyata kalor yang terjadi karena arus listrik berbanding lurus dengan:
a. Beda potensial antara kedua ujung kawat penghantar (V)
b. Kuat arus yang melalui kawat penghantar (i)
c. Waktu selama arus mengalir (t).

dan hubungan ketiganya ini dikenal sebagai "hukum Joule"

Karena energi listrik 1 joule berubah menjadi panas (kalor) sebesar 0,24 kalori. Jadi kalor yang terjadi pada penghantar karena arus listrik adalah:
Q = 0,24 V.i.t kalori

Daya Listrik
Daya listrik adalah banyaknya energi tiap satuan waktu dimana pekerjaan sedang berlangsung atau kerja yang dilakukan persatuan waktu. Dari definisi ini, maka daya listrik (P) dapat dirumuskan:
Daya = Energi/waktu
P =W/t
P = V.i.t/t
= V.i
P = i^2 R
P = V^2/R (dalam satuan volt-ampere, VA)

Satuan daya listrik :
a. watt (W) = joule/detik
b. kilowatt (kW): 1 kW = 1000 W.

Dari satuan daya maka muncullah satuan energi lain yaitu:
Jika daya dinyatakan dalam kilowatt (kW) dan waktu dalam jam, maka satuan energi adalah kilowatt jam atau kilowatt-hour (kWh).
1 kWh = 36 x 105 joule

Dalam satuan internasional (SI), satuan daya adalah watt (W) atau setara Joule per detik (J/sec). Daya listrik juga diekspresikan dalam watt (W) atau kilowatt (kW). Konversi antara satuan HP dan watt, dinyatakan dengan formula sebagai berikut:

1 HP = 746 W = 0,746 kW
1kW = 1,34 HP

Sedangkan menurut standar Amerika (US standard), daya dinyatakan dalam satuan Hourse Power (HP)atau (ft)(lb)/(sec).

Pemanfaatan Energi Listrik

Di antara peralatan listrik di rumah anda, anda mungkin mempunyai pengering rambut, beberapa lampu, pesawat TV, stereo, oven microwave, kulkas dan kompor listrik. Masing-masing mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain, misalnya energi cahaya, energi kinetik, energi bunyi, atau energi panas. Berapa besarnya energi listrik yang diubah menjadi energi bentuk lain? dan berapa lajunya? Energi yang di catu pada rangkaian dapat digunakan dengan beberapa cara yang berbeda. Motor merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Lampu listrik merubah energi listrik menjadi cahaya. Sayangnya tidak semua energi yang diberikan ke motor atau ke lampu dapat dimanfaatkan. Cahaya, khususnya cahaya lampu pijar menimbulkan panas. Motor terlalu panas untuk disentuh. Dalam setiap kasus, ada sejumlah energi yang diubah menjadi panas.

Semoga bermanfaat,

Elemen Listrik

Elemen Rangkaian Listrik

Seperti dijelaskan pada bab sebelumnya, bahwa pada Rangkaian Listrik tidak dapat dipisahkan dari penyusunnya sendiri, yaitu berupa elemen atau komponen. Pada bab ini akan dibahas elemen atau komponen listrik aktif dan pasif.

Elemen Aktif

Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan  energi, pada mata kuliah Rangkaian Listrik yang akan dibahas pada elemen aktif adalah sumber tegangan dan sumber arus. Pada pembahasan  selanjutnya  kita akan membicarakan  semua yang berkaitan dengan elemen atau komponen ideal. Yang dimaksud dengan kondisi ideal disini adalah bahwa sesuatunya berdasarkan dari sifat karakteristik dari elemen atau komponen tersebut dan tidak  terpengaruh  oleh  lingkungan  luar.  Jadi  untuk  elemen  listrik  seperti  sumber tegangan,  sumber  arus,  kompone  R,  L,  dan  C  pada  mata  kuliah  ini  diasumsikan semuanya dalam kondisi ideal.

1.   Sumber Tegangan (Voltage Source)

Sumber tegangan ideal adalah suatu sumber yang menghasilkan tegangan yang tetap, tidak tergantung pada arus yang mengalir pada sumber tersebut, meskipun tegangan tersebut merupakan fungsi dari t.

Sifat lain :

Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = 0 (sumber tegangan ideal)

a.   Sumber Tegangan Bebas/ Independent Voltage Source

    Sumber yang menghasilkan  tegangan  tetap tetapi mempunyai  sifat khusus yaitu  harga  tegangannya       tidak  bergantung  pada  harga  tegangan  atau  arus lainnya, artinya nilai tersebut berasal dari sumbet tegangan dia sendiri. Simbol :

 

b.   Sumber Tegangan Tidak Bebas/ Dependent Voltage Source

Mempunyai   sifat  khusus  yaitu  harga  tegangan  bergantung  pada  harga tegangan atau arus lainnya.

Simbol :

 

 

2.   Sumber Arus (Current Source)

Sumber  arus  ideal  adalah  sumber  yang  menghasilkan  arus  yang  tetap,  tidak bergantung pada tegangan dari sumber arus tersebut.

Sifat lain :

Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = ∞ (sumber arus ideal)

a.   Sumber Arus Bebas/ Independent Current Source

Mempunyai  sifat  khusus  yaitu  harga  arus  tidak  bergantung  pada  harga tegangan atau arus lainnya.

Simbol :

b.   Sumber Arus Tidak Bebas/ Dependent Current Source

Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya.

Simbol :

 

Elemen Pasif

1.   Resistor (R)

Sering  juga  disebut  dengan  tahanan,  hambatan,  penghantar,  atau  resistansi dimana resistor mempunyai fungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus , dan pembagi tegangan.

Nilai   resistor   tergantung   dari   hambatan   jenis   bahan   resistor   itu   sendiri

(tergantung dari bahan pembuatnya),  panjang dari resistor itu sendiri dan luas penampang dari resistor itu sendiri.

Secara matematis :

R = ρ  l  A

dimana : ρ = hambatan jenis

l = panjang dari resistor

A = luas penampang

Satuan dari resistor : Ohm ( Ω)

 

Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung dari resistor tersebut akan menimbulkan beda potensial atau tegangan. Hukum yang didapat dari percobaan ini adalah: Hukum Ohm.

Mengenai pembahasan dari Hukum Ohm akan dibahas pada bab selanjutnya.

VR  = IR

 

2.   Kapasitor (C)

Sering  juga  disebut  dengan  kondensator  atau  kapasitansi.  Mempunyai  fungsi untuk membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut, dan dapat menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.

Nilai suatu kapasitor tergantung dari nilai permitivitas bahan pembuat kapasitor, luas penampang dari kapsitor tersebut dan jarak antara dua keping penyusun dari kapasitor tersebut.

Secara matematis :

C = ε  A/d

dimana : ε = permitivitas bahan

             A = luas penampang bahan d = jarak dua keping

Satuan dari kapasitor : Farad (F)

Jika  sebuah  kapasitor  dilewati  oleh  sebuah  arus  maka  pada  kedua  ujung kapaistor tersebut akan muncul beda potensial atau tegangan, dimana secara matematis dinyatakan :

 

ic  =C dvc/ dt

Penurunan rumus :

 Q = CV 

dq = Cdv dim ana :

   i =  dq/dt

dq = i.dt

sehingga :

i.dt = Cdv

    i = C  dv/dt

Dari  karakteristik   v  -  i,  dapat  diturunkan  sifat  penyimpanan   energi  pada kapasitor.

   p =  dw/dt

dw = p.dt

∫ dw = ∫ p.dt

w = ∫ p.dt = ∫ vi.dt = ∫ vC dv dt = ∫ Cvdv

Misalkan : pada saat t = 0 maka v = 0 

                pada saat t = t maka v = V

Jika kapasitor dipasang tegangan konstan/DC, maka arus sama dengan nol. Sehingga kapasitor bertindak sebagai rangkaian terbuka/ open circuit untuk tegangan DC.

3.   Induktor/ Induktansi/ Lilitan/ Kumparan (L)

Seringkali  disebut  sebagai  induktansi,  lilitan,  kumparan,  atau  belitan.  Pada induktor   mempunyai   sifat  dapat  menyimpan   energi  dalam  bentuk   medan magnet.

Satuan dari induktor : Henry (H)

Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan fluksi magnetik ( φ ) yang membentuk  loop  yang  melingkupi  kumparan.  Jika  ada  N  lilitan,  maka  total fluksi adalah :

λ = LI

L =  λ/I

v =  dλ/dt = L di/dt

 

Dari karakteristik v-i, dapat diturunkan sifat penyimpan energi pada induktor.

p =  dw dt

dw = p.dt

∫ dw = ∫ p.dt

w = ∫ p.dt == ∫ vi.dt = ∫ L di i.dt = ∫ Li.di

Misalkan : pada saat t = 0 maka i = 0 

                 pada saat t = t maka i = I

 

Jika  induktor  dipasang  arus  konstan/DC,  maka  tegangan  sama  dengan  nol. Sehingga induktor bertindak sebagai rangkaian hubung singkat/ short circuit.

Hal-Hal Yang Perlu Diperhatikan :

1.   Tegangan antara 2 titik, a dan b digambarkan  dengan satu anak panah seperti pada gambar dibawah ini :

Vab menunjukkan besar potensial relatif titik a terhadap titik b.

2.   Tegangan yang dipakai pada buku ini adalah tegangan drop/ jatuh dimana akan bernilai positif, bila kita berjalan dari potensial tinggi ke potensial rendah.

Contoh :

Voltage drop   : Vac = Vab + Vbc = IR – V

3.   Setiap  arus  yang  melewati  komponen  pasif  maka  terminal  dari  komponen tersebut  pertamakali  dialiri  arus akan  menjadi  potensial  lebih  tinggi dibandingkan potensial terminal lainnya.

4.   Bedakan antara sumber tegangan dan pengukur tegangan/ Voltmeter.

Sumber tegangan        (Rd = 0) Voltmeter                   

                                  (Rd = ∞ )

Voltmeter dipasang paralel pada komponen yang akan diukur supaya tidak ada arus yang melalui Voltmeter.

5.   Bedakan antara sumber arus dan pengukur arus/ Amperemeter

Sumber arus                (Rd = ∞ ) Amperemeter              (Rd = 0)

Amperemeter dipasang seri pada komponen yang akan diukur supaya tegangan pada Amperemeter samadengan nol.

 

Perlu diingat bahwa rangkaian paralel adalah pembagi arus dan rangkaian seri adalah pembagi tegangan. Pembahasan rangkain seri dan paralel akan dibahas pada bab selanjutnya.

6.   Rangkaian Hubung Singkat (Short Circuit)

Sifat : Vab  selalu samadengan  0, tidak tergantung  pada arus I yang mengalir padanya.

Vab = 0

Rd = 0

 

7.   Rangkaian Terbuka (Open Circuit)

Sifat : arus selalu samadengan 0, tidak tergantung pada tegangan a-b. I = 0

Rd = ∞