20 June 2015

Jawaban Fisika Listrik dan Magnet - UAS Genap 2014-2015

Sodara-sodara pengikut ujian Fisika Listrik dan Magnet, sekian lama kita berkutat dengan presentasi-presentasi dan PR-PR yang banyak dan menumpuk sehingga lama-lama makin kayak tumpukan kayu bakar.....

Saya jadi mikir, mengapa pak Ahmad memberi soal kayak begini ?, mana tidak ada contekan lagi !!!
Daripada mikirin kayu bakar mendingan kita baca jawaban soal yang telah dikerjakan berikut, siapa tahu jawaban sodara banyak salahnya......xixiixixiixixii


1. Bila suatu medan listrik bermuatan q seperti diilustrasikan pada gambar 1.


Maka tentukan besarnya medan listrik di titik A yang berjarak 40 cm dari pusat medan q.  Besarnya muatan listrik adalah -60 µC. Besarnya kontansta adalah 9.109 Nm2/C2.

Jawaban :
E = k*q/r2
= 9.109*(-60*10-6)/(4*10-1)2
=  9.103*(-60)/(16*10-2)
= 9.103*(-60)*102/(16)
= 9*(-60).105/(16)
= -540.105/16  N/C
= -33,75.105 N/C
= -3375.103 N/C






2. Diketahui sebuah gambar trafo sebagai berikut :

Gambar 2. Transformator dengan EWB
Maka tentukan, apakah fungsi dari transformator tersebut ?

Jawaban : 
Fungsi dari Transformator tersebut adalah untuk menurunkan tegangan (Step Down) dengan perbandingan 3:1



3. Dalam sebuah transformator berlaku aturan , 
Dimana :
Π        = gaya gerak listrik (Volt)
N          = jumlah lilitan (turn)
DF       = perubahan flux magnet
Dt         = perubahan waktu

Maka jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut :
Oh mai gat, ini soal ato bom sih........!!!!
  • Apakah yang menyebabkan nilai Gaya Gerak Listrik (Î) berubah ?
  • Kalau saja nilai Gaya Gerak Listrik (Î) dimutlakkan, maka apabila jumlah lilitan makin banyak, bagaimana mana dengan nilai GGL-nya ?
  • Kalau saja nilai Gaya Gerak Listrik (Î) dimutlakkan, maka apabila perubahan flux magnet-nya makin besar, bagaimana mana dengan nilai GGL-nya ?
  • Kalau saja nilai Gaya Gerak Listrik (Î) dimutlakkan, maka apabila perubahan waktu-nya makin besar, bagaimana mana dengan nilai GGL-nya ?

Jawaban :
  • Penyebab nilai GGL berubah adalah jumlah lilitan, perubahan flux dan perubahan waktunya
  • Kalau jumlah lilitan semakin banyak, maka GGL akan semakin besar
  • Kalau perubahan flux magnet-nya makin besar, maka GGL akan semakin besar
  • Kalau perubahan waktunya semakin besar, maka GGL akan semakin kecil
4. Bila diketahui transformator seperti pada gambar 3.
Gambar 3. Transformator dengan lilitan

Sebuah kumparan memiliki jumlah lilitan 1000 mengalami perubahan fluks magnetik dari 3 x 10−5 Wb menjadi :  5 x 10− 5Wb dalam selang waktu 10 ms. Tentukan ggl induksi yang timbul !

Jawaban :
Data dari soal :
Jumlah lilitan N = 1000
Selang waktu Δ t = 10 ms = 10 x 10−3 sekon
Selisih fluks Δ φ = 5 x 10− 5− 3 x
 10− 5 = 2 x 10− 5  Wb 


16 June 2015

Ramadhan 1436 H / 2015


بسم الله الرحمن الرحيم
اسلام عليكم ورحمة الله وبر كاته


Ramadhan, 
Bulan dimana nafas kita menjadi tasbih,
Tidur kita menjadi ibadah,
Amal kita diterima dan do’a kita di ijabah.


Sebelum cahaya mentari padam, 
sebelum ajal mendatang,
Sebelum pintu taubat tertutup, 
sebelum Ramadhan menjelang,
Saya mohon maaf lahir dan batin… tersembunyi atau yang terang.
Marhaban Ya Ramadhan

Ada kerinduan yang membekas
Ketika sayup hening ramadhan menyeruak diantara hembusan angin
Sungguh tergetar hati ini menyambutnya
Ya Allah, kuatkanlah hambamu untuk menyusuri nikmat ramadhan
Menuju cita-cita yang engkau janjikan, لَعَلَّكُمۡ تَتَّقُونَ

Bulan puasa adalah bulan yang diwajibkan kita sebagai orang mukmin untuk berpuasa, seperti dalil yang diturunkan oleh Allah SWT dalam Al-qur'an Surat Al-Baqarah 183.

يَٰٓأَيُّهَا ٱلَّذِينَ ءَامَنُواْ كُتِبَ عَلَيۡكُمُ ٱلصِّيَامُ كَمَا كُتِبَ عَلَى ٱلَّذِينَ مِن قَبۡلِكُمۡ لَعَلَّكُمۡ تَتَّقُونَ ١٨٣ 
183. Hai orang-orang yang beriman, diwajibkan atas kamu berpuasa sebagaimana diwajibkan atas orang-orang sebelum kamu agar kamu bertakwa.

Jelas bahwa, perintah ini hanya diperuntukkan bagi orang-orang yang beriman يَٰٓأَيُّهَا ٱلَّذِينَ ءَامَنُو, artinya bahwa dalam menjalankan syariat Islam, kita diwajibkan untuk mengikuti Rukun Islam yang 5 (lima) itu dan salah satunya adalah الشهادتين
Lafalnya adalah ا شهد أن لا إله إلا اللهو اشهد أن محمد ر سو ل الله, suatu kesaksian ke-tauhidan kepada Allah SWT azza wajalla dan kerosulan Muhammad SAW.  Sehingga apabila kita tidak meng-imani syahadatain ini, maka tidak wajiblah bagi kita untuk berpuasa.

Ramadhan adalah bulan suci, bulan penuh berkah, bulan penuh rahmat dan bulan penuh ampunan bagi kita manusia mukmin yang menjalankannya.  Sungguh beruntung TYME Allah SWT menurunkan bulan ini kepada kita kaum muslimin wal muslimat. 
Bahkan karena keistimewaannya, maka didalamnya juga terdapat malam yang sama dengan 1000 bulan. Maksudnya adalah bila kita bisa menemukan malam itu, maka segala amal baik kita akan dilipatgandakan sampai dengan sama beribadah/amal baik selama 1000 bulan. Malam itu adalah لَيْلَةِ الْقَدْرِ. Diharapkan pada malam tersebut kita umat muslim untuk memanjatkan doa sebanyak-banyaknya  اللهم انك عفو تحب العفوفا عف عني 
dan bukan hanya itu saja, semua doa baik yang bisa dipanjatkan kepada Allah SWT.
Selamat menunaikan ibadah puasa, semoga Allah SWT selalu memberikan kekuatan kepada kita untuk dapat merasakan nikmatnya puasa ramadhan.
Pada akhirnya ampunan Allah SWT dapat kita terima sehingga kita bisa mendapatkan predikat لَعَلَّكُمۡ تَتَّقُونَ

  تَقَبَّلَ اللّهُ مِنَّ وَ مِنْكُمْ تَقَبَّلْ يَا كَرِيْمُ  




15 April 2015

Induksi Elektromagnetik - Materi 6

Induksi elektromagnetik adalah gejala timbulnya gaya gerak listrik di dalam suatu kumparan/konduktor bila terdapat perubahan fluks magnetik pada konduktor tersebut atau bila konduktor bergerak relatif melintasi medan magnetik.
Gambar 1. Animasi Induksi Elektromagnetik
Ketika kutub magnet digerakkan memasuki kumparan, jarum galvano meter menyimpang ke salah satu arah.

Ketika magnet berhenti sejenak untuk kembali keluar,jarum galfanometer kembali menunjuk nol.

Ketika magnet kita tarik keluar, jarum galvano meter menyimpang kearah sebaliknya.

Menyimpangnya jarum galvanometer menunjukkan bahwa ketika magnet bergerak memasuki dan keluar dari kumparan, pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial yang menyebabkan timbulnya arus listrik pada kumparan 

Beda potensial yang didimbulkan disebut ggl induksi (gaya gerak listrik)

Gambar 2. Arah Arus GGL
Berbedanya arah penyimpangan jarum galvanometer pada saat magnet masuk dan keluar dari kumparan menunjukkan bahwa arus yang timbul adalah arus bolak-balik (AC)oKetika magnet bergerak mendekati dan masuk kedalam kumparan, kumparan mengalami perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong
kumparan semakin banyak. Akibatnya timbul beda potensial atau ggl induksi.

Ketika magnet berhenti, kumparan tidak mengalami perubahan jumlah garis gaya magnet,akibatnya tidak timbul beda potensial atau ggl induksi.

Ketika magnet bergerak meninggalkan kumparan, kumparan kembali mengalami perubahan jumlah garis gaya magnet yang semakin sedikit. Akibatnya timbul beda potensial atau ggl induksi yang terbalik.

Induksi elektromagnetik menghasilkan arus listrik dalam dua arah yang saling bergantian. Arus ini disebut arus bolak-balik.

Polaritas tegangan pada ujung-ujung kumparan juga selalu berubah, kadang positip kadang negatip. Tegangan yang polaritasnya selalu berubah ini disebut tegangan bolak-balik.

Besarnya ggl induksi bergantung pada tiga faktor, yaitu:
  • Banyaknya lilitan kumparan 
  • Kecepatan keluar-masuk magnet dari dan ke dalam kumparan 
  • Kuat magnet yang digunakan
Alat-alat yang dibuat dengan menggunakan prinsip-prinsip induksi elektromagnetik adalah sebagai berikut :
  • Dynamo sepeda
  • Generator AC
  • Transformator
Penjelasan dalam bentuk presentasi bisa didownload pada link berikut :


Demikian coretan saya, mudah-mudahan bermanfaat bagi kita semua. Amin.

18 March 2015

Medan Listrik - Materi 3

Haloooo, sudah punya "batu akik" apa blom ? Nah kalo blom, ini masih ada kesempatan untuk mendapatkan batu yang menghebohkan dunia itu.
Salah satunya, ayo kita pesiar ke makam, disana masih banyak "batu-batu nisan" yang belum diambil dan digosok. Ayo kita ambil dan kita gosok, pasti hasilnya bagus, dimana batu tersebut ada gambarnya mayat......xixiixixixiix

Eh, kok malah ngelantur, ini ada materi Fisika Listrik dan Magnet khususnya Medan Listrik.

1. Medan Listrik
Medan Listrik adalah daerah disekitar muatan listrik yang jika muatan listrik lain diletakkan di ruangan ini maka akan terjadi gaya listrik.
Dirumuskan dengan E = F/Q

Gambar 2. Medan Listrik
Karena merupakan daerah medan listrik, maka daerah tersebut akan dipengaruhi  / ditarik oleh pusat medan listriknya (muatannya). Sehingga kalau ada beberapa muatan listrik, maka akan terjadi tarik menarik dan itu merupakan vektor.

Rumus matematika untuk medan listrik dapat diturunkan melalui Hukum Coulomb, yaitu gaya antara dua titik muatan:

F = k (q1 q2)/r2
E   = F / q1
  = k. q. q1 /r2/ q1
  = k.q/ r2

Gambar 3. Muatan Negatif
Dimana :
E adalah Kuat medan listrik
k adalah konstanta 9.102 Nm2/C2
q adalah benda bermuatan
r adalah jarak tempat medan listrik diukur dari pusat muatan (M)

Pada gambar 3. terlihat bahwa benda bermuatan negatif.  Semua arah vektor akan menuju pusat muatannya. (lihat arah panah).  Itulah aliran listrik yang merupakan vektor.

Apabila terdapat lokasi, misalnya A (lihat gambar), maka pada posisi tersebut terpengaruh medan listrik ke arah muatan negatifnya. Begitu pula sebaliknya apabila terdapat muatan positif, maka sebuah lokasi akan terdorong menjauh dari titik pusat muatan.

Apabila muatan pada suatu lokasi lebih dari 2, misalnya 2 saja, maka akan terjadi tarik-menarik atau tolak menolak atau saling mendorong terhadap suatu lokasi, seperti diilustrasikan pada Gambar 4.
Gambar 4. 2 buah muatan listrik
Karena merupakan vektor, maka :

2. Potensial Listrik

Untuk memindahkan muatan q1 dari A ke B diperlukan kerja/usaha.
dw = F.ds           ,      F=E.q1dw = F.ds           ,      F=E.q1
       = -q1 E. ds

Dimana d adalah delta.  Perubahan energi saat satu-satuan muatan ( 1 C ) yg lewat diantara dua titik dalam medan listrik disebut beda potensialtegangan

Perubahan energy potensial  :
  dU = -q1 E ds            E=k.q/( r2)
Besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan satu satuan muatan positip dari tempat yang jauh (tak hingga) ke titik tertentu dalam medan listrik disebut energy potensial.
 U = Ep = q1 V           Ep=energy potensial listrik (J )      1 J = 1 C. volt
Potensial yang ditimbulkan oleh beberapa muatan

Berikut link materi Medan Listrik :
  1. Medan Listrik - Materi 3 - 4Shared
  2. Medan Listrik - Materi 3 - Slideshared

05 March 2015

Listrik Statis - Materi 1

Listrik statis (elektrostatic) adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah besar, yang statis (tidak mengalir),
namun apabila terjadi pengosongan muatan tersebut waktunya sangat singkat.

Contoh-contoh listrik statis dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 1. Listrik Statis

Pada gambar 1, listrik statis terjadi ketika bahan plastik (sisir) digosok-gosokkan ke rambut misalnya, adalah proses pengisian listrik kedalam media sisir.  Setelah digosok, maka sisir mempunyai muatan listrik, sehingga apabila didekatkan dengan potongan-potongan kecil kertas, maka kertas tersebut akan terangkat menempel di sisir.  Demikian pula dengan balon yang bisa mengangkat atau memberdirikan rambut.

Termasuk petir yang terjadi pada musim hujan, itu juga termasuk kedalam jenis listrik statis.
Gambar 2. Petir adalah salah satu listrik statis
Petir adalah salah satu contoh listrik statis, dimana pada saat petir terjadi itu adalah proses pengosongan muatan.

Proses terjadinya listrik statis dari petir dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Proses terjadinya petir


Setiap hari kita tak pernah lepas dari segala sesuatu yang berhubungan dengan listrik. Semua alat-alat listrik yang kita gunakan sekarang  tidak akan ada jika tidak ada orang yang menemukan listrik. Sebenarnya, pengetahuan tentang listrik  dimulai dari teori atom, yaitu dengan ditemukannya atom dan teori-teori yang menjelaskan tentang perkiraan-perkiraan struktur atom.

1. Struktur Atom

Pernahkah kamu mendengar istilah atom? Pernah sih dulu, namanya "kacang ATOM".......eh klo muka makanan begini dampaknya. Atom dalam bahasa Yunani atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom berarti juga partikel dari suatu materi yang paling kecil.

Pendapat bahwa atom merupakan bagian terkecil dari sebuah materi akhirnya runtuh setelah J.J. Thomson, seorang ahli Fisika Inggris berhasil menemukan elektron. Elektron berada di dalam atom.
Penelitian mengenai atom lebih lanjut dilakukan oleh Ernest Rutherford. Rutherford melalui percobaannya menyimpulkan bahwa selain elektron, di dalam atom juga terdapat sebuah muatan positif (untungnya bukan muatan kayu ato material, kan bisa jualan....xixiixixixii). Muatan positif ini kemudian disebut sebagai proton.
Penemuan elektron oleh J.J. Thomson dan proton oleh Rutherford dilengkapi dengan hasil penelitianNiels Bohr. Hasil penelitian ini seakan-akan membuktikan kebenaran penelitian-penelitian sebelumnya. 
Dari hasil penelitiannya Bohr menyimpulkan bahwa atom terdiri atas inti atom dan kulit atom. Inti atom terdiri atas muatan positif atau proton dan muatan netral atau neutron. Inti atom ini dikelilingi oleh elektron yang menempati kulit atom. Struktur atom yang terdiri atas inti atom dan kulit atom ditunjukkan pada Gambar 4.

Perhatikan gambar atom menurut Niels Bohr
Gambar 4. Atom Bohr

Penelitian lebih jauh dapat diketahui bahwa massa inti atom lebih besar daripada massa elektron. Massa inti hampir sama dengan massa atomnya sendiri. Hampir semua massa atom berpusat pada inti atom. 

2. Muatan Listrik


Ebonit akan bermuatan negatif jika digosok dengan kain wol dan kaca akan bermuatan positif jika digosok dengan kain sutra. Jadi, dapat disimpulkan bahwa sebuah benda yang bermuatan listrik dapat menarik bendabenda di sekitarnya. 

Listrik statis adalah listrik yang muatanmuatannya tidak mengalir atau ada dalam keadaan diam. Mengapa sisir, kain wol, dan benda-benda lainnya dapat mempunyai muatan? Setiap materi tersusun oleh partikelpartikel dan setiap partikel tersusun oleh atom-atom. Atom terdiri atas inti atom yang tersusun oleh
proton dan neutron. Inti atom ini diselimuti oleh kulit atom. Pada kulit atom, terdapat elektron-elektron. Proton disebut juga muatan positif, sedangkan neutron merupakan muatan listrik netral. Adapun elektron adalah muatan listrik negatif.

Jika suatu materi mempunyai jumlah proton sama dengan jumlah elektron, materi tersebut dikatakan tidak bermuatan atau netral. Jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron, sehingga atom-atomnya kekurangan elektron, maka atom tersebut dikatakan bermuatan positif. Adapun atom dikatakan bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih banyak daripada jumlah proton, sehingga atom-atomnya kelebihan elektron.

Dalam sistem satuan internasional (SI), satuan muatan adalah Coulomb (C). Berapakah muatan listrik sebuah elektron, proton, dan neutron?

Muatan elektron = –1,6 × 10-19 Coulomb
Muatan proton = +1,6 × 10-19 Coulomb
Muatan neutron = 0 (tidak bermuatan)

Ketika kita menggosokkan kain wol ke mistar plastik, maka terjadi perpindahan elektron dari wol ke mistar plastik sehingga mistar plastik tersebut bermuatan listrik negatif.  Penggosokan batang kaca dengan kain sutra menyebabkan elektron pindah dari kaca ke sutra sehingga batang kaca bermuatan positif.  Ketika didekatkan, antara mistar plastik dan batang kaca terjadi gaya tarik-menarik. Mengapa hal ini terjadi? Sesuai dengan yang disimpulkan oleh Coulomb bahwa muatan tidak sejenis akan tarik-menarik. Mistar dan batang kaca pada kegiatan ini mempunyai muatan yang tidak sejenis, sehingga antara keduanya terjadi gaya tarikmenarik. Contoh benda-benda yang bermuatan listrik karena digosok dengan benda lain ditunjukkan pada Tabel 1. Tapi ingat, ......jangan digosok kayak nggosok lampu Aladin......entar keluar Jin-nya......

Tabel 1. Muatan Listrik Benda setelah digosok
Benda
Digosok dengan
Muatan Listrik
Plastik
Kain wol
Negatif
Ebonit
Kain wol
Negatif
Kaca
Sutra
Positif
Sisir
Rambut
Negatif

3. Hukum Coulomb

Coulomb berhasil menghitung besarnya gaya antarmuatan listrik statis. Sebagai penghargaan atas penemuannya, gaya antarmuatan ini dinamakan gaya Coulomb


Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebanding dengan hasil kali kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.

Sehingga dapat dirumuskan :

F = gaya coulomb (N)
k = tetapan 9 . 10-19(Nm)
Q1, Q= besar muatan (C)
r      = jarak kedua muatan (m)

Untuk lebih jelasnya tentang listrik statis ini, saya sertakan materi presentasi sebagai berikut :
Semoga tulisan yang sedikit ini bisa bermafaat, dan kurang lebihnya saya mohon maaf.