TEORI RELATIVITAS LENGKAP SINGKAT

TEORI RELATIVITAS LENGKAP SINGKAT

TEORI RELATIVITAS

Teori relativitas Albert Einstein adalah sebutan untuk kumpulan dua teori fisika: "relativitas umum" dan "relativitas khusus". Kedua teori ini diciptakan untuk menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton.

Gelombang elektromagnetik dibuktikan bergerak pada kecepatan yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat. Inti pemikiran dari kedua teori ini adalah bahwa dua pengamat yang bergerak relatif terhadap masing-masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian yang sama, namun isi hukum fisika akan terlihat sama oleh keduanya.

RELATIVITAS KHUSUS

Relativitas khusus adalah teori mengenai struktur ruang-waktu. Diperkenalkan oleh Einstein melalui karyanya tahun 1905, Tentang Elektrodinamika Benda Bergerak (untuk kontribusi fisikawan lainnya lihat Sejarah relativitas khusus). Relativitas khusus menunjukkan bahwa jika dua pengamat berada dalam kerangka acuan lembam dan bergerak dengan kecepatan sama relatif terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tersebut tidak dapat melakukan percobaan untuk menentukan apakah mereka bergerak atau diam. Bayangkan ini seperti saat Anda berada di dalam sebuah kapal selam yang bergerak dengan kecepatan tetap. Anda tidak akan dapat mengatakan apakah kapal selam tengah bergerak atau diam. Teori relativitas khusus disandarkan pada postulat bahwa kecepatan cahaya akan sama terhadap semua pengamat yang berada dalam kerangka acuan lembam.

Postulat lain yang mendasari teori relativitas khusus adalah bahwa hukum fisika memiliki bentuk matematis yang sama dalam kerangka acuan lembam manapun. Dalam teori relativitas umum, postulat ini diperluas untuk mencakup tidak hanya kerangka acuan lembam, namun menjadi semua kerangka acuan.

Teori ini juga menyebabkan banyak kejutan. Beberapa diantaranya adalah:

• Relativitas simultanitas: 2 kejadian yang simultan untuk 1 pengamat, mungkin tidak simultan bagi pengamat lainnya jika ia bergerak relatif.
• Dilatasi waktu: Jarum jam akan bergerak lebih lambat daripada jam pengamat yang "diam".
• Massa relativistik
• Kontraksi panjang: Objek akan memendek pada arah di mana mereka bergerak dalam kaitannya dari pengamat.
• Ekivalensi massa–energi: E = mc², energi dan massa ekivalen dan dapat berubah satu sama lain.
• Kecepatan maksimum terbatas: Tidak ada objek, pesan, atau garis medan dapat bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya di ruang hampa.
• Efek gravitasi hanya dapat berpindah melalui ruang hampa pada kecepatan cahaya, tidak lebih cepat atau seketika.^[1]

Relativitas umum adalah teori gravitasi yang dikembangkan oleh Einstein pada tahun 1907-1915. Pengembangan relativitas umum dimulai dengan asas ekivalensi, di mana keadaangerak dipercepat dan diam pada sebuah medan gravitasi (contohnya, ketika berada pada pada permukaan bumi) yang identik secara fisik. Hasilnya adalah jatuh bebas adalah gerak inersia: objek yang sedang jatuh bebas akan jatuh karena itulah bagaimana objek bergerak ketika tidak ada gaya yang diberikan pada benda tersebut, bukan akibat gaya gravitasi seperti pada kasus mekanika klasik. Maka hal ini tidak cocok dengan mekanika klasik dan relativitas khusus karena pada teori ini objek yang bergerak inersia tidak dapat mempercepat terhadap satu sama lain, namun objek yang jatuh bebas dapat. Untuk menyelesaikan masalah ini, Einstein mengajukan bahwa ruang-waktu adalah kelengkungan. Tahun 1915, ia merancangpersamaan medan Einstein yang menghubungkan kelengkungan ruang-waktu terhadap massa, energi, dan momentum.

Beberapa akibat relativitas umum adalah:

• Jam akan bergerak semakin lambat pada lubang gravitasi yang makin dalam.^[2]Hal ini disebut dilatasi waktu gravitasi.
• Presesi orbit dengan cara yang tidak sama dengan teori gravitasi Newton. (Hal ini telah diamati pada orbit Merkurius dan binary pulsar).
• Sinar cahaya berbelok dengan adanya medan gravitasi.
• Massa berotasi "menyeret" sepanjang ruang-waktu di sekitarnya, fenomena yang dikenal dengan "frame-dragging".
• Meluasnya alam semesta, dan bagian yang jauh bergerak dari kita lebih cepat dari kecepatan cahaya.

Teori Relativitas Einstein

Teori ini bertolak pada kerangka acuan inersial yaitu kerangka acuan yang bergerak relatif dengan kecepatan konstan terhadap kerangka acuan yang lain. Sepuluh tahun kemudian pada tahun 1915, Einstein mengemukakan teori relativitas umum yang bertolak dari kerangka acuan yang bergerak dipercepat terhadap kerangka acuan yang lainnya.

Postulat Teori Relativitas Einstain

Dalam mengemukakan teori relativitas khusus ini Einstein mengemukakan dua postulat, kedua postulat tersebut kemudian menjadi dasar teori relativitas khusus. Kedua postulat itu adalah :

1. Postulat pertama, hukum fisika dapat dinyatakan dalam persamaan yang berbentuk sama dalam semua kerangka acuan inersia.
2. Postulat kedua, kecepatan cahaya dalam ruang hampa sama besar untuk semua pengamat, tidak tergantung dari keadaan gerak pengamat itu. Kecepatan cahaya di ruang hampa sebesar c = 3.10⁸ m/s.

Dengan dasar dua postulat tersebut dan dibantu secara matematis dengan transformasi Lorentz, Einstain dapat menjelaskan relativitas khusus dengan baik. Hal terpenting yang perlu dijelaskan dalam transformasi Lorentz adalah semua besaran yang terukur oleh pengamat diam dan bergerak tidaklah sama kecuali kecepatan cahaya. Besaran -besaran yang berbeda itu dapat dijelaskan seperti dibawah.

Pada postulat yang pertama tersebut menyatakan ketiadaan kerangka acuan universal. Apabila hukum fisika berbeda untuk pengamat yang berbeda dalam keadaan gerak relatif, maka kita dapat menentukan mana yang dalam keadaan “diam” dan mana yang “bergerak” dari perbedaan tersebut. Akan tetapi karena tidak ada kerangka acuan universal, perbedaan itu tidak terdapat, sehingga muncullah postulat ini. Postulat pertama menekankan bahwa prinsip Relativitas Newton berlaku untuk semua rumus Fisika, tidak hanya dalam bidang mekanika, tetapi pada hukum-hukum Fisika lainnya. Sedangkan postulat yang kedua sebagai konsekuensi dari postulat yang pertama, sehingga kelihatannya postulat kedua ini bertentangan dengan teori Relativitas Newton dan transformasi Galileo tidak berlaku untuk cahaya. Dalam postulat ini Einstein menyatakan bahwa selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dengan pengamat yang bergerak relatif terhadap kejadian yang diamati tidak sama (t ≠ t’). Menurut Einstein besaran kecepatan, waktu, massa, panjang adalah bersifat relatif. Untuk dapat memasukkan konsep relativitas Einstein diperlukan transformasi lain, yaitu transformasi Lorentz.

Akibat Postulat Einstain

Pada postulat Einstain telah dijalaskan bahwa besaran yang tetap dan sama untuk semua pengamat hanyalah kecepatan cahaya berarti besaran lain tidaklah sama. Besaran – besaran itu diantaranya adalah kecepatan relatih benda, panjang benda waktu, massa dan energi.

a. Kecepatan relatif

Jika ada sebuah pesawat (acuan O’) yang bergerak dengan kecepatan v terhadap bumi (acuan O) dan pesawat melepaskan bom (benda) dengan kecepatan tertentu maka kecepatan bom tidaklah sama menurut orang di bumi dengan orang di pesawat. Kecepatan relatif itu memenuhi persamaan berikut.

dengan :

v_x = kecepatan benda relatif terhadap pengamat diam (m/s)
v_x’ = kecepatan benda relatif terhadap pengamat bergerak (m/s)
v = kecepatan pengamat bergerak (O’) relatif terhadap pengamat diam (O)
c = kecepatan cahaya

 b. Kontransi Panjang

Kontransi panjang adalah penyusutan panjang suatu benda menurut pengamat yang bergerak. Penyusutan ini memenuhi persamaan berikut.

dengan :

L = panjang benda menurut pengamat yang bergerak relatif terhadap benda
L₀ = panjang benda menurut pengamat yang diam relatif terhadap benda

 c. Dilatasi Waktu

Dilatasi waktu adalah peristiwa pengembungan waktu menurut pengamat yang bergerak. Hubungannya memenuhi persamaan berikut.

dengan :
Δt = selang waktu menurut pengamat yang bergerak terhadap kejadian
Δt₀ = selang waktu menurut pengamat yang diam terhadap kejadian

d. Massa dan energi relatif

Perubahan besaran oleh pengamat diam dan bergerak juga terjadi pada massa benda dan energinya.

Dan energi benda diam dan bergerak memiliki hubungan sebagai berikut.
(a) Energi total : E = mc²
(b) Energi diam : E₀ = m₀ c² 
(c) Energi kinetik : E_k = E – E₀

Sumber dari : http://fisikazone.com/teori-relativitas-einstein/
https://id.wikipedia.org/wiki/Teori_relativitas 

MATERI ALAT OPTIK LENGKAP

MATERI ALAT OPTIK LENGKAP
ALAT OPTIK

Alat optik adalah alat-alat yang salah satu atau lebih komponennya menggunakan benda optik, seperti: cermin, lensa, serat optik atau prisma.

MATA

Mata merupakan salah satu contoh alat optik, karena dalam pemakaiannya mata membutuhkan berbagai benda-benda optik seperti lensa.

Kornea adalah bagian mata yang melindungi permukaan mata dari kontak dengan udara luar.

Iris adalah selaput tipis yang berfungsi untuk mengatur kebutuhan cahaya dalam pembentukan bayangan.

Lensa adalah bagian mata yang berfungsi untuk memfokuskan bayangan pada retina.

Retina berfungsi sebagai layar dalam menangkap bayangan benda, di tempat ini terdapat simpul-simpul syaraf optik.

Otot siliar berfungsi untuk mengatur daya akomodasi mata.

KAMERA

Kamera merupakan alat optik yang dapat memindahkan/mengambil gambar dan menyimpannya dalam bentuk file, film maupun print-out. Kamera menggunakan lensa positif dalam membentuk bayangan. Sifat bayangan yang dibentuk kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

Bagian-bagian dari kamera secara sederhana terdiri dari:

1.      Lensa cembung

2.      Film

3.      Diafragma

4.      Aperture

 

LUP

Lup  adalah alat optik yang memiliki fungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lensa yang digunakan adalah lensa cembung. Bayangan yang dibentuk oleh lup memiliki sifat: maya, tegak, dan diperbesar.

Ada dua cara bagaimana menggunakan lup yaitu:

1.     1. Dengan cara mata berakomodasi maksimum

2.    2. Dengan cara mata tidak berakomodasi

Pada mata berakomodasi maksimum

·         Si = -PP = -Sn

Ø  Perbesaran sudut atau perbesaran angular

Pada mata tak berakomodasi

·         Si = -PR

·         So = f

Ø  Perbesaran sudut

M = perbesaran sudut

PP = titik dekat mata dalam meter

f = Jarak fokus lup dalam meter

TEROPONG

Teropong atau teleskop adalah sebuah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh sehingga tampak lebih jelas dan lebih dekat. Secara umum teropong terdiri atas dua buah lensa positif. Satu lensa mengarah ke obyek dan disebut lensa obyektif dan satu lensa mengarah ke mata dan disebut lensa okuler.

Prinsip utama pembentukan bayangan pada teropong adalah: lensa obyektif membentuk bayangan nyata dari sebuah obyek jauh dan lensa okuler berfungsi sebagai lup. Panjang teropong adalah jarak antara lensa obyektif dan lensa okulernya.

Ø  Teropong Bintang

Teropong bintang digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang ada di langit (bintang). Teropong bintang terdiri dari sebuah lensa cembung yang berfungsi sebagai lensa obyektif dengan diameter dan jarak fokus besar, sedangkan okulernya adalah sebuah lensa cembung dengan jarak fokus pendek.

Ø  Teropong Bumi

Teropong bumi digunakan untuk mengamati obyek-obyek yang jauh dipermukaan bumi. Teropong ini akan menghasilkan bayangan yang nampak lebih jelas, lebih dekat dan tidak terbalik. Teropong bumi terdiri dari tiga lensa positif dan salah satunya berfungsi sebagai pembalik bayangan.

Ø  Teropong Panggung

Teropong panggung adalah teropong yang mengkombinasikan antara lensa positif dan lensa negatif. Lensa negatif digunakan sebagai pembalik dan sekaligus sebagai okuler. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperkecil.

MIKROSKOP

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil. Mikroskop yang paling sederhana menggunakan kombinasi dua buah lensa positif, dengan panjang titik fokus obyektif lebih kecil daripada jarak titik fokus lensa okuler.

Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata berakomodasi maksimum.

Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

Keterangan:

S_(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter

S’_(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

PP = titik dekat pengamat dalam meter

f_(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Pengamatan menggunakan mikroskop dengan mata tidak berakomodasi.

Perbesaran mikroskop pada pengamatan ini adalah:

S_(Ob) = Jarak benda lensa obyektif dalam meter

S’_(Ob) = Jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

PP = titik dekat pengamat dalam meter

f_(Ok) = panjang fokus lensa okuler dalam meter

Panjang Mikroskop

Panjang mikroskop diukur dari jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler. Untuk masing-masing jenis pengamatan, panjang mikroskop dapat dihitung dengan cara yang berbeda.

A.   Mata berakomodasi maksimum

d = Si_(Ob) + So_(Ok)

B.    Mata tak berakomodasi

d = Si_(Ob) + f_(Ok)

Keterangan:

d = panjang mikroskop dalam meter

Si_(Ob) = jarak bayangan lensa obyektif dalam meter

So_(Ok) = jarak benda lensa okulerdalam meter

f_(Ok) = jarak fokus lensa okuler dalam meter

http://sinau-alatoptik.blogspot.co.id/p/materi_07.html

MATERI HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK

MATERI HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK

 MATERI HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK

Mengamati arus bolak-balik

Apabila suatu rangkaian arus bolak-balik diamati dengan alat ukur listrik amperemeter DC 

dan osiloskop dengan pemasangan seperti gambar maka dapat kita lihat pada kedua alat ukur 

sebagai berikut :

►        Pada Amperemeter DC, jarumnya tetap menunjukkan angka nol artinya alat ini tidak dapat menunjukkan nilai arus yang mengalir karena arah arus berubah-ubah.

►        Pada Osiloskop, layarnya menunjukkan gambar grafik sinusoidal. Bila lebih lanjut kita amati garis-garis skala pada layer osiloskop itu, maka dapat terlihat pula nilai tegangan maksimum dan frekuensi arus / tegangan bolak-balik tersebut.

Dari hasil pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa arus / tegangan bolak-balik adalah arus 

/ tegangan yang nilainya selalu berubah-ubah terhadap waktu secara periodik. Nilai arus / 

tegangan berubah dari nilai nol sampai dengan nilai maksimum.

Disebut arus / tegangan bolak-balik karena arus ini mengalir bolak-balik setiap selang waktu

tertentu sesuai dengan frekuensi sumbernya. Apabila frekuensi sumbernya

50 Hz maka berarti arah arus setiap detik berubah 50 kali.

1.2. Arah dan tegangan sinusoidal

Sumber arus bolak balik adalah generator AC, yang dapat menghasilkan ggl induksi dan berprinsip pada hukum Faraday serta grafiknya berupa fungsi sinusoida yaitu sebagai berikut

      Besar tegangan/arus sesaat dinyatakan :                

V = V_maks . sin ωt                  

 I  = I _{maks .}  sin ωt

Persamaan tersebut merupakan fungsi sinus seperti pada grafik, oleh karena itu ggl induksinya disebut ggl sinusoidal atau arus dan tegangan sinusoidal.

harga sin ωt disebut sudut fase.

1.3 Nilai Efektif dan nilai Maksimum  

     a.    Nilai maksimum dan frekuensi

Dengan osiloskop dapat diamati nilai maksimum arus / tegangan dan frekuensinya, yang tergambar dalam bentuk garis cahaya ( trace ) pada layarnya.

Gambar di atas menunjukkan tampilan layar osiloskop. Garis skala vertical adalah garis skala untuk tegangan dan garis skala horizontal untuk skala waktu. 

Misalkan untuk skala tegangan diatur 2 volt/garis skala dan skala waktu diatur 5 mili detik/garis skala. Kemudian “test head” osiloskop disentuhkan pada rangkaian arus bolak-balik secara parallel dan nampak pada layar grafik sinusoidal seperti pada gambar diatas. 

   b.   Nilai efektif

Yang dimaksud nilai efektif arus / tegangan bolak-balik adalah kuat arus / tegangan yang dianggap setara dengan arus / tegangan searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama. Hubungan arus / tegangan efektif dengan arus / tegangan maksimum dinyatakan dengan persamaan :

              Veff   =  0.707 V maks

              I eff   =  0.707  I maks
Dengan :
I _ef  = arus efektif ( ampere )
I _m  = arus maksimum ( ampere )
V _ef = tegangan efektif ( volt )
V _m = tegangan maksimum ( volt )

2.   Macam-macam beban dalam rangkaian AC

     Yang dimaksud dengan diagram Fasor (diagram vector) yaitu vector yang dapat berputar dengan arah berlawanan jarum jam.

     2.1. Resistor dalam rangkaian AC:

          Jika sebuah resistor (hambatan) dilalui arus bolak-balik, maka tegangan dan

          arusnya dikatakan sefase, sehingga secara vector berimpit.

                       Rangkaian Resistor        Kurva V dan I             Diagram Fasor                       

    Hukum Ohm pada beban ini menjadi :        V = I . R

V = V_maks . sin ωt                  

 I  = I _{maks .}  sin ωt

V sefase dengan i

 Ket : V = potensial listrik (V)

    I  = kuat arus listrik (A)

          R = hambatan   (Ω)

2.2. Induktor dalam rangkaian listrik AC

                  Jika sebuah induktor dilalui arus bolak-balik, maka fase tegangan akan  mendahului 90^o                 terhadap arusnya (leading), sehingga diagram fasor dan kurvanya ditunjukkan seperti gambar             dibawah ini :

                              Rangkaian Induktor     Kurva V_L dan I      Diagram fasor   

  

                           ► V = V_m . sin ωt 

                     ► i  = i_m . sin ( ωt – 90⁰ )

                     ► V mendahului i dengan beda fase 90⁰

    

                       Hukum Ohm pada rangkaian ini menjadi :    V = I.X_L    sedang  X_L = 2πf.L  

                       dimana :   X_L = reaktansi induktif (Ω)
                                       L  =  Induktansi (Henry)
                                       f = frekuensi (Hz) 

                        2.3. Kapasitor dalam rangkaian listrik AC

                               Jika sebuah kapasitor dilalui arus bolak-balik, maka fase tegangan akan
                              tertinggal 90^o terhadap arusnya (lagging), sehingga diagram fasor dan kurvanya adalah
                              seperti dibawah                                                        

        Rangkaian kapasitor (C)            Kurva V_C dan I         Diagram fasor 

 Hukum Ohm pada rangkaian ini menjadi :  V  = I Xc

        

► V = V_m . sin ωt 

► i  = i_m . sin ( ωt + 90⁰ )

► V tertinggal i dengan beda fase 90<sup>0



Untuk Latihan soal bab Listrik Arus Bolak-balik klik disini</sup> 

3.  Perumusan impedansi RLC seri

      Dalam rangkaian AC jarang kita jumpai adanya beban murni, biasanya merupakan kombinasi dari beberapa beban, sehingga kita mengenal pengertian impedansi rangkaian (Z) yang merupakan beban gabungan tadi, dengan begitu kita juga mengenal factor daya yang besarnya :

Cos θ = R / Z       dimana    :  Cos θ = factor daya

                                                 R       = hambatan (ohm)

                                                 Z       = impedansi (ohm)

     3.1. Rangkaian seri R-L :

      Pada gambar dibawah ini menunjukkan  sebuah hambatan murni R dirangkai

      seri dengan inductor L dihubungkan pada listrik AC.

      Dalam rangkaian ini diketahui bahwa :

      ► arus i sefase dengan tegangan V_R

      ► arus i ketinggalan 90⁰ oleh tegangan V


                        Kurva  Seri VR , VL thd  I                         Diagram Fasor

Impedansi  Z  = V / I

Faktor Daya  (Cos θ ) = R/Z  =VR/V

   3.2. Rangkaian seri R-C :

      Suatu hambatan murni yang dirangkai seri dengan kapasitor yang mempunyai

      kapasitas C dihubungkan dengan tegangan AC.

            Dalam rangkaian ini diketahui bahwa :

► arus i sefase dengan tegangan V_R

► arus i mendahului 90⁰ terhadap tegangan V_C

                   _{Kurva  Seri VR , VC thd  I                         Diagram Fasor}

   

Impedansi  Z  = V / I

Faktor Daya  (Cos θ ) = R/Z  =VR/V

https://www.slideserve.com/palmer-bolton/hubungan-tegangan-impedansi-dan-arus-listrik-bolak-balik

HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN, HAMBATAN,DAN KUAT ARUS LISTRIK PADA RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN, HAMBATAN,DAN KUAT ARUS LISTRIK PADA RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN, HAMBATAN,DAN KUAT ARUS LISTRIK PADA RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

Arus Listrik  

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam rangkaian tiap satuan waktu. Arus listrik disimbolkan dengan huruf "I" dan satuannya adalah Coulomb/detik atau Ampere (A). 

                                                              I = Q / t

   Selain itu besarnya arus listrik adalah proporsional dengan tegangan yang diberikan dan juga besarnya tahanan pada penghantar.

                                                            I = V / R

V = Tegangan, R = Tahanan/resistansi

Tegangan  

  Tegangan adalah beda potensial antara dua titik rangkaian listrik yang memberi tekanan ke arus listrik untuk mengalir. Tegangan disimbolkan dengan "V" dan satuannya adalah Volt. 

Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial sebuah dan listrik untuk menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Simbol tegangan listrik adalah Vdengan satuan SInya adalah Volt. 

                                                            V = I x R 

Hambatan  
Elektron-elektron yang mengalir di penghantar cenderung mengalami gesekan dan perlawanan. Perlawanan ini lah yang disebut dengan "Resistansi atau Hambatan". Sesuai dengan namanya, hambatan bersifat menghambat arus listrik (laju elektron yang mengalir) dan efek dari penghambatan ini bisa menimbulkan energi lain seperti panas, cahaya. Hambatan disimbolkan dengan huruf "R" dan memiliki satuan "Ohm".  

                                                             R = V / I

Hukum Ohm

  Arus listrik akan mengalir dalam pengahantar jika memenuhi dua syarat yaitu adanya tegangan dan rangkaiannya tertutup. 
Jumlah arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dipengaruhi oleh besarnya tegangan yang diberikan dan juga besarnya hambatan. Jika tegangan dinaikkan, maka arus listrik akan meningkat. Namun, jika hambatannya juga dinaikkan maka arus akan melemah.

2 bunyi hukum Ohm yaitu :

1. Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (Tegangan). Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞ V atau V ∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini maka perlu ditambahkan sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehingga persamaannya menjadi V = I.R. Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R adalah hambatan (Ohm).
2. Perbandingan antara tegangan dengan kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik. Secara matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V = I.R.

http://file-edu.tumblr.com/post/51140939205/rangkaian-listrik-arus-searah

HUKUM KELISTRIKAN ARUS BOLAK BALIK LENGKAP

HUKUM KELISTRIKAN ARUS BOLAK BALIK LENGKAP

ARUS BOLAK – BALIK

A.      PENGERTIAN ARUS LISTRIK BOLAK-BALIK

1.      Membedakan Tegangan Ac Dan Teganga Dc

Arus bolak-balik atau alternating current (AC) sangat berbeda dengan arus searah. Besarnya tegangan arus searah atau direct current (DC) selalu tetap terhadap waktu, sedangkan besarnya tegangan AC selalu berubah terhadap waktu. Tegangan pada listrik arus bolak-balik membentuk sinusoidal sedangkan tegangan pada listrik arus searah membentuk garis lurus. Perbedaan tegangan DC dan AC dapat kita amati dengan menggunakan alat ukur yang disebut osiloskop.

Pada tegangan AC terdapat tegangan puncak dan tegangan efektif. Tegangan puncak yaitu tegangan maksimal dari listrik AC sedangkan tegangan efektif yaitu tegangan yang terukur saat diukur dengan voltmeter. Hubungan matematis antara tegangan puncak atau tegangan max dengan tegangan efektif yaitu:

2.      Arus Dan Tegangan Sinusoidal     

Sumber arus bolak-balik adalah generator ac yang dapat menghasilkan ggl induksi sebesar

Pada rangkaian arus bolak-balik yang mempunyai hambatan R berlaku juga hukum Ohm. Dengan demikian

B.       IMPEDANSI, TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK

Dalam rangkaian sederhana bolak-balik umumnya terdapat komponen resistor, inductor dan kapasitor. Pada masing-masing komponen tersebut bila dialiri arus listrik AC akan timbul impedansi, tegangan dan arus.

1.      Impedansi

Impedasnsi yaitu hambatan atau reaksi pada rangkaian arus bolak-balik. Hambatan pada resistor dinamakan reaktansi resistantif ( X_R ), pada kapasitor dinamakan reaktansi kapastiif ( X_C ), dan pada inductor dinamakan reaktansi induktif ( X_L ). Besarnya masing-masing hambatan tersebut adalah :

Jika komponen tersebut dalam rangkaian seri seperti di atas, maka impedansinya adalah :

2.      Tegangan Dan Arus Bolak – Balik

Besarnya tegangan total pada rangkaian arus bolak – balik di atas yaitu:

Rangkaian di atas merupakan rangkaian seri, sehingga besarnya arus yang mengalir pada rangkaian tersebut sama besar :

3.      Hubungan Impedansi, Tegangan Dan Arus Bolak-Balik

Secara matematis, hubungan hambatan, tegangan dan arus AC sama dengan pada arus DC berlaku hukum Ohm :

Diagram Pashor

Hubungan antara R, L, C dan Z dapat dinyatakan dalam suatu diagram yang dinamakan diagram pashor. Hubungan XR, XL. Dan XC di gambarkan dalam suatu system sumbu koordinat seperti pada gambar:

θ = beda fase antara tegangan  ( V ) dan arus ( I ) pada rangkaian listrik AC

Resonansi

Resonansi yaitu keadaan dimana XL = XC . keadaan ini dapat terjadi pada frekuensi tertentu. Frekuensi saat terjadinya resonansi disebut frekuensi resonansi besarnya ;

C.      KAPASITOR DALAM RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK

1.      Pada Ragkaian Kapasitif Arus Mendahului Tegangan

Sebuah kapasitor  ( C ) yan dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik ditunjukkan pada gambar. Rangkaian seperti ini disebut rangkaian kapasitif.

Besarnya arus dan tegangan pada rangkaian kapasitif dinyatakan dengan persamaan:

2.      Beda Fase Pada Rangkaian Kapasitif

Dengan melihat grafik sinusoidal dapat dinyatakan bahwa beda fase atau selisih fase  anatara arus dan tegangan pada rangkaian kapasitif adalah  90 derajat ½ π , dengan tegangan ketinggalan oleh arus atau arus mendahului tegangan.

3.      Reaktansi Kapasitif

Hambatan yang timbul pada kapasitor yang dihubungkan dengan rangkaian arus bolak-balik disebut reaktansi kapasitif. Besarnya reaktansi kapasitif di rumuskan :

D.      DAYA PADA RANGKAIAN AC

Inductor murni L dan kapasitor murni C yang berbeda dalam rangkaian AC tidak pernah membuang energy listrik, tetapi hanya melakukan pengalihan bolak-balik energy dari rangkaian ke medan magnetic atau medan listrik. Lain halnya dengan arus yang mengalir melaui penghambat  R . di dalam R , energy di ubah menjadi kalor yang tidak dapat di ubah kembali ,menjadi listrik.

Besarnya energy listrik per satuan waktu yang di ubah menjadi kalor disebut daya listrik. Daya listrik pada rangkaian AC identik dengan daya lisrik pada rangkaian DC yaitu :

Dalam hal ini V_R adalah komponen tegangan yang sefase dengan arus, dengan demikian maka : 

     

besaran cos θ disebut factor daya pada rangkaian. Karena θ dapat berubah, maka daya rangkaian AC pun dapat berubah menurut besarnya sudut fase. Jika pada rangkaian hanya ada R, atau tidak ada L dan C, maka θ = 0 sehinggan cos θ = 1 . dalam keadaan itu , P = V . i

E.       PEMAKAIAN ARUS LISRIK AC

1.      Transmisi Tenaga Listrik

Listrik dari PLN yang kita pakai di rumah adalah listrik arus bolak-balik ( AC ) .Listrik bisa masuk ke rumah kita melalui suatu cara yang disebut transmisi tenaga listrik

2.      Pemakaian Listrik Di Rumah Kita

Arus listrik masuk ke rumah kita melalui kWh meter dan pembatas daya. Alat kWh meter berfungsi untuk mengatur banyaknya energy listrik yang digunakan, sedangkan pembatas daya berfungis untuk membatasi daya maksimum yang dapat di gunakan di rumah kita.

SUMBER : http://dinasuciwahyuni.blogspot.co.id/2016/08/arus-bolak-balik-materi-fisika-untuk.html