Perhatikan diagram berikut
Buku Emotional Intelligence : Kecerdasan Emosional
-
Buku Emotional Intelligence : Kecerdasan Emosional
[image: Buku Emotional Intelligence : Kecerdasan Emosional]
Emotional Intelligence - Daniel GolemanBuku ...
HUKUM COULOMB
Kita sudah tahu, bahwa dua muatan yang sejenis akan tarik-menarik dan dua muatan yang tidak sejenis akan tolak-menolak. Ketika sudah kelas IX SMP, pengetahuan itu belum cukup. Kita juga harus tahu berapa besar gaya tarik-menariknya dan berapa gaya tolak-menolaknya.
Charles Augustin de Coulomb, menemukan hubungan antara gaya listrik dengan besar muatan-muatan dan jarak antara kedua muatan tersebut. Hubungan ini disebut sebagai Hukum Coulomb.
“Besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan”.
Gaya tarik-menarik atau tolak menolak ini disebut dengan gaya Coulomb atau gaya listrik.
Sekarang mari kita kupas hukum Coulomb ini dengan seksama :
a. Besarnya gaya tarik menarik atau tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing
Contoh :
Dua muatan masing-masing + 2Q dan + Q terpisah sejauh d mengalami gaya listrik sebesar F. Berapa besar gayanya jika muatan masing-masing menjadi +3Q dan +4Q?
Penyelesaian
Dari soal di atas dapat dibuat diagram sebagai berikut.
Karena besarnya gaya Coulomb F sebanding dengan muatan-muatannya maka dapat dituliskan
Perhatikan diagram berikut.
Nampak bahwa, ketika muatan-muatannya menjadi lebih besar maka besar gaya Coulomb-nya juga lebih besar.
b. Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik kuadrat jarak kedua muatan
Ketika dua buah muatan terpisah makin jauh, tentunya pengaruh keduanya akan semakin kecil. Lebih kecilnya, bukan sekedar berbanding terbalik tetapi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya.
Contoh :
Dua muatan masing-masing +Q C dan +Q C terpisah sejauh d mengalami gaya Coulomb sebesar F. Berapa gaya tolak-menolaknya, ketika jarak muatan-muatannya menjadi 2d?
Penyelesaian
Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan, sehingga besar gaya Couomb F’ nya menjadi :
Jadi, ketika jarak kedua muatan menjadi 2 kali lebih besar, maka gaya Coulombnya ¼ kali gaya semula, ketika jaraknya menjadi 3 kali, maka gaya Coulombnya menjadi 1/9 kali gaya semula dan seterusnya.
Latihan :
1. Dua muatan masing-masing + 2Q dan + 3Q terpisah sejauh d mengalami gaya listrik sebesar F. Jika muatan masing-masing menjadi +6Q dan +4Q,
a. Gambarkan diagramnya?
b. Berapa gaya Coulombnya sekarang?
2. Dua muatan masing-masing +Q C dan +Q C terpisah sejauh d mengalami gaya Coulomb sebesar F. Ketika jarak kedua muatannya menjadi ½ d,
a. Gambarkan diagramnya?
b. Berapa gaya Coulombnya sekarang?
Rumus Hukum Coulomb
Dari bunyi hukum Coulomb, yaitu “besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan”, maka dapat dirumuskan :
F = besarnya gaya Coulomb (N)
Q1,2 = muatan 1 dan 2 (C)
r = jarak kedua muatan (m)
k = 9.109 N m2/C2
Contoh :
Dua buah muatan masing-masing + 2µ C dan + 3µ C, terpisah sejauh 2 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
Penyelesaian
Diketahui :
k = = 9.109 N m2/C2
Q1 = + 2µ C = 2.10-6 C
Q2 = + 3µ C = 3.10-6 C
r = 2 cm = 2.10-2 m
Ditanya : F ?
Jawab :
=
= 
= 13,5. 109-6-6-(-4)
= 13,5. 101
= 135 N
Latihan :
1. Dua buah muatan masing-masing + 2µ C dan + 6µ C, terpisah sejauh 3 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
2. Dua buah muatan masing-masing + 4.10-5 C dan + 8.10-5 C, terpisah sejauh 4 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
Arsyad Riyadi
Agustus 13, 2012
New Google SEO
Bandung, Indonesia
Pada prinsipnya, ketika dua resistor (hambatan) atau lebih dirangkai secara seri maka hambatan penggantinya merupakan hasil penjumlahan hambatan-hambatan yang ada. Pada rangkaian seri ini akan diperoleh hambatan pengganti yang lebih besar dari pada hambatan penyusunnya.
Sedangkan dalam rangkaian paralel, hambatan penggantinya akan diperoleh harga yang lebih kecil dibanding hambatan-hambatan penyusunnya.
Untuk lebih jelasnya, pelajari materi rangkaian resistor berikut ini. Dan kerjakan soal-soal latihannya.
DAYA LISTRIK
Pada saat kelas VIII, kita sudah belajar mengenai daya. Daya dapat didefinisikan sebagai kecepatan melakukan usaha atau usaha per satuan waktu.
P = daya (watt)
W = energi (joule)
t = waktu (s)
Dari persamaan di atas, didapatkan hubungan :
1 watt = 1 joule/sekon
Sehingga dapat didefinisikan :
1 watt (1 W) adalah besarnya daya ketika energi sebesar 1 joule dibebaskan dalam waktu 1 sekon.
Satuan yang lain :
1 kW = 1000 W
Dengan mengingat kembali rumus energi diperoleh :
W = energi listrik (J)
V = tegangan (V)
I = kuat arus listrik (A)
t = waktu (s)
R = hambatan (ohm atau W)
Contoh Soal
1. Sebuah lampu dipasang pada tegangan 220 V menyebabkan arus mengalir sebanyak 2 A. berapa daya lampu tersebut?
Penyelesaian
Diketahui :
V = 220 V
I = 2 A
Ditanya : P ?
Jawab
P = V I = 220 . 2 = 440 W
2. Sebuah seterika listrik tertulis 350 W, 220 V dipasang pada tegangan yang sesuai selama 10 menit. Berapa energi yang dihasilkan?
Penyelesaian
Pada soal seperti ini menggunakan rumus hubungan antara energi dengan daya.
Diketahui :
P = 350 W
V = 220 V
t = 10 menit = 600 s
Ditanya : W ?
Jawab
W = P t = 350 . 600 = 210.000 J = 210 kJ
Daya Lampu pada Alat-alat Listrik
 |
| Lampu dengan berbagai daya |
Beberapa lampu tertulis : 220V 60 W, 220V 40 W, 220V 20 W, 220V 8 W. Jika lampu-lampu tersebut dinyalakan pada tegangan yang sama maka lampu dengan spesifikasi 220 V 60 W akan menyala paling terang dan lampu dengan spesifikasi 220V 8 W paling redup.
Sebuah lampu tertulis 220 V 60 W artinya lampu akan menyala normal ketika menggunakan tegangan 220 volt. Lampu akan menjadi redup tidak seperti biasanya jika suplai tegangannya berkurang, akibatnya dayanya juga berkurang. Besarnya daya yang berkurang ini dapat dihitung dengan menganggap bahwa hambatan R dari alat lampu tersebut sama.
Dari persamaan :
Diperoleh
. Dengan menganggap R tetap diperoleh :
atau
Dari persamaan di atas juga dapat dituliskan :
P1 = daya yang tertera pada alat listrik (W)
P2 = daya sesungguhnya (W)
V1 = tegangan yang tertera pada alat listrik (V)
V2 = tegangan yang diberikan (V)
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa perbandingan daya sesungguhnya P2, dengan daya yang tertera pada peralatan listrik P1, adalah sebanding dengan kuadrat perbandingan tegangannya.
Contoh Soal
Sebuah lampu tertulis 220 V 40 W. Ketika diberikan tegangan 110 V, berapa daya lampu sekarang?
Penyelesaian
Diketahui :
P1 = 40 W
V1 = 220 V
V2 = 110 V
Ditanya : P2 ?
Jawab :
Jadi ketika lampu tersebut diberikan tegangan sebesar 110 V (setengah dari tegangan yang tertera) maka daya lampu akan berkurang seperempat kali daya yang tertera (lampu menjadi redup).
Referensi :
Kanginan, Marthen. 2002. IPA Fisika untuk Kelas IX. Jakarta : Erlangga
Referensi gambar :
http://lebengjumuk.blogspot.com/2012/03/tips-dan-trik-memperbaiki-lampu-jari-tl.html Arsyad Riyadi Agustus 09, 2012 New Google SEO Bandung, Indonesia
ENERGI LISTRIK
Masih ingatkah dengan hukum kekekalan energi? Ya, energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Energi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Energi berguna ketika terjadi perubahan bentuk. Di antara berbagai bentuk energi yang banyak digunakan adalah energi listrik. Agar energi listrik itu bermanfaat, maka harus dirubah menjadi menjadi bentuk energi yang lain.Berbagai bentuk perubahan energi
 |
| Lampu neon dua stick |
 |
| Kipas Angin |
 |
| Solder Listrik |
 |
| Penyepuhan logam |
1. Energi listrik menjadi energi cahaya
Contohnya pada lampu
2. Energi listrik menjadi energi gerak
Contohnya pada kipas angin
3. Energi listrik menjadi energi panas
Contohnya pada setrika listrik dan solder.
4. Energi listrik menjadi energi kimia
Misalnya pada peristiwa pengisian aki atau penyepuhan.
Ada dua jenis lampu yang biasa digunakan, yaitu lampu pijar dan lampu neon
 |
| Lampu neon |
 |
| Lampu pijar |
Perbedaan lampu pijar dengan lampu TL
1. Lampu pijar memiliki filames sedangkan lampu TL tidak
Filamen ini terbuat dari kawat tungsten tipis yang digulung menjadi spiral rangkap. Filamen inilah yang menyebabkan lampu lampu pijar memancarkan cahaya sekaligus panas.
2. Lampu TL memiliki efisiensi tinggi dibanding lampu pijar dalam mengubah energi listrik menjadi energi panas
3. Lampu TL mempunyai waktu hidup yang lebih lama dibanding dengan lampu pijar
4. Harga lampu pijar lebih murah
Meskipun demikian, dengan panas yang dihasilkan, lampu pijar banyak digunakan pada peternakan ayam sebagai penghangat ruangan.
Persamaan untuk Menghitung Energi Listrik
W = energi listrik (J)
V = tegangan (V)
I = kuat arus listrik (A)
t = waktu (s)
R = hambatan (ohm atau W)
Contoh Soal
1. Sebuah solder listrik yang bertegangan 110 volt dilalui arus 2 ampere. Berapa energi kalor yang dihasilkan setelah solder dialiri arus selama 20 menit?
Penyelesaian
Diketahui :
V = 110 volt
I = 2 ampere
t = 20 menit = 1200 s
Ditanya : W ?
Jawab :
W = V I t = 110 . 2 . 1200 = 264.000 J = 264 kJ
2. Sebuah lampu pijar yang memiliki hambatan 6 ohm dialiri arus sebesar 1,5 ampere selama 5 menit. Berapa energi listrik yang dihasilkan?
Penyelesaian
Diketahui :
R = 6 Ω
I = 1,5 A
t = 5 menit = 300 s
Ditanya : W ?
Jawab :
W = I2 R t = 1,52 . 6 . 300 = 4.050 J = 4,05 kJ
3. Sebuah elemen pemanas radiator memiliki hambatan 40 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan 220 V selama 20 sekon. Berapa energi listrik yang dihasilkan?
Penyelesaian :
Diketahui :
R = 40 Ω
V = 220 V
t = 20 s
Ditanya : W ?
Jawab :
Referensi
Kanginan, Marthen. 2003. Fisika SLTP 3A Kelas 3. Jakarta : Erlangga
Sudibyo, Elok. 2008. Mari Belajar IPA SMP/MTs Kelas IX. Jakarta : Pusat Perbukuan, Depdiknas
Sumber gambar
Lampu neon 2 stick : http://sparepartmotormurah.com/635-lampu-neon-2-stick-putih.html
Kipas angin : http://klikrumahanda.blogspot.com/2012/03/pilih-ac-atau-kipas-angin.html
Solder listrik : http://www.infoservicetv.com/jenis-jenis-solder-untuk-service.html
Penyepuhan logam : http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/fokus/electrolysis.jpg
Lampu pijar : http://prasuke.blogspot.com/2009/11/bahaya-lampu-neon.html
Lampu neon : http://www.tj-tehnik.indonetwork.co.id/930624/philips-genie-lampu-genie.htm Arsyad Riyadi Agustus 08, 2012 New Google SEO Bandung, Indonesia
Induksi Elektromagnetik
Terjadinya Induksi Elektromagnetik
Ketika kutub utara magnet digerakkan memasuki kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke salah satu arah (misalnya ke kanan). Jarum galvanometer segera kembali menunjuk ke nol (tidak menyimpang) ketika magnet tersebut didiamkan sejenak di dalam kumparan. Ketika magnet batang dikeluarkan, maka jarum galvanometer akan menyimpang dengan arah yang berlawanan (misalnya ke kiri).
Jarum galvanometer menyimpang disebabkan adanya arus yang mengalir dalam kumparan. Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial ketika magnet batang digerakkan masuk atau keluar dari kumparan.
Beda potensial yang timbul ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi).
Ketika magnet batang digerakkan masuk, terjadi penambahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan (galvanometer menyimpang atau ada arus yang mengalir). Ketika batang magnet diam sejenak maka jarum galvanometer kembali ke nol (tidak ada arus yang mengalir). Ketika batang magnet dikeluarkan terjadi pengurangan jumlah garis gaya magnetik yang memtong kumparan (galvanometer menyimpang dengan arah berlawanan).
Jadi, akibat perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan, maka pada kedua ujung kumparan timbul beda potensial atau ggl induksi. Arus listrik yang disebabkan oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan disebut arus induksi.
Faktor-Faktor yang Menentukan Besar GGL
Besarnya ggl induksi tergantung pada tiga faktor, yaitu ;
1) banyaknya lilitan kumparan
2) kecepatan keluar-masuk magnet dari dan keluar kumparan
3) kuat magnet batang yang digunakan
Alat-Alat yang Bekerja Berdasar Prinsip Induksi Elektromagnetik
1. Generator
Generator adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.
Ada dua jenis generator, yaitu :
a. Generator arus bolak-balik (AC) atau alternator
b. Generator arus searah (DC)
Perbedaan antara generator arus bolak-balik dengan arus searah hanya terletak pada bentuk cincin luncur yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan. Pada generator arus bolak-balik terdapat dua buah cincin luncur, sedangkan pada generator arus searah terdapat sebuay cincin yang terbelah di tengahnya (cincin belah atau komutator).
Ggl atau arus induksi pada alternator dapat diperbesar dengan empat cara :
1) memakai kumparan dengan lilitan lebih banyak\
2) memakai magnet yang lebih kuat
3) melilit kumparan pada inti besi lunak
4) memutar kumparan lebih cepat
Contoh generator arus bolak-balik :
- dinamo sepeda
- generator AC pembangkit listrik
2. Transformator
Transformator atau trafo adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari suatu nilai ke nilai tertentu. Trafo terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang terpisah dan dililitkan pada inti besi lunak.
Ada dua jenis trafo, yaitu
1) Trafo step up (penaik tegangan)
2) Trafo step down (penurun tegangan) Arsyad Riyadi Juni 22, 2012 New Google SEO Bandung, Indonesia
Memberi Muatan Listrik
Ada tiga cara memberi muatan listrik :
1. Cara menggosok
2. Cara konduksi
3. Cara induksi
1. Memberi Muatan Listrik Dengan Cara Menggosok
Mula-mula, balon dan kain wol keduanya memiliki muatan netral. Setelah digosok, elektron mengalir dari kain wol menuju balon. Balon menjadi bermuatan listrik negatif, karena mendapat tambahan elektron.(jumlah elektron lebih banyak daripada jumlah protonnya). Kain wol menjadi bermuatan listrik positif karena jumlah elektronnya lebih sedikit daripada jumlah protonnya.
Jenis muatan listrik yang diperoleh dengan menggosokkan dua jenis benda yang berbeda jenis.
- Plastik dan ebonit akan bermuatan listrik negatif jika digosok dengan kain wol
- Kaca akan bermuatan listrik positif jika digosok dengan kain sutra
2. Memberi Muatan Listrik Dengan Cara Konduksi
Pada peristiwa konduksi ini, terjadi kontak langsung dari kedua benda sehingga elektron mengalir melalui satu benda ke benda lainnya.
Beberapa bahan yang tergolong konduktor dan isolator
a. Konduktor
- Konduktor baik : berbagai jenis logam (perak, tembaga, logam)
- Konduktor jelek : air, tanah, badan manusia
b. Isolator : karet, berbagai plastik (PVC, politen, perspeks)
Pada bahan-bahan yang tergolong isolator, elektron-elektron pada setiap atom diikat dengan kuat, sehingga dalam keadaan normal, elektron-elektron tidak bebas bergerak. Akibatnya bahan isolator sukar menghantarkan muatan listrik.
2. Memberi Muatan Listrik Dengan Cara Induksi
Induksi listrik adalah pemisahan muatan listrik di dalam suatu penghantar karena penghantar itu didekati oleh (tanpa menyentuh) benda bermuatan listrik.
Contoh :
Sebuah balon yang telah digosokkan pada rambut seseorang disentuhkan ke suatu dinding netral dan ternyata balon tetap menempel pada dinding.
Bagaimana prosesnya?
Perhatikan gambar berikut.
Balon yang telah digosokkan pada rambut seseorang akan bermuatan negatif, sedangkan dinding mula-mula netral [gambar (a)]. Ketika balon mendekati dinding, maka elektron-elektron dinding ditolak menjauhi muatan negatif balon. Akibatnya dinding yang bersentuhan dengan balon berpolaritas positif. Hal ini menyebabkan balon dapat menempel cukup lama di dinding [gambar (b)].
Prinsip kerja induksi listrik ini, menjadi dasar bagi pembuatan elektroskop. Elektroskop adalah suatu alat yang digunakan untuk mengetahui suatu benda bermuatan listrik atau tidak.
Arsyad Riyadi Juni 22, 2012 New Google SEO Bandung, Indonesia
Ada tiga cara memberi muatan listrik :
1. Cara menggosok
2. Cara konduksi
3. Cara induksi
1. Memberi Muatan Listrik Dengan Cara Menggosok
 |
| Gosokan memisahkan muatan, menyebabkan balon bermuatan negatif dan kain wol bermuatan positif |
Jenis muatan listrik yang diperoleh dengan menggosokkan dua jenis benda yang berbeda jenis.
- Plastik dan ebonit akan bermuatan listrik negatif jika digosok dengan kain wol
- Kaca akan bermuatan listrik positif jika digosok dengan kain sutra
2. Memberi Muatan Listrik Dengan Cara Konduksi
Pada peristiwa konduksi ini, terjadi kontak langsung dari kedua benda sehingga elektron mengalir melalui satu benda ke benda lainnya.
 |
| Sebuah logam dapat diberi muatan listrik negatif (a) atau positif (b) dengan cara konduksi |
Beberapa bahan yang tergolong konduktor dan isolator
a. Konduktor
- Konduktor baik : berbagai jenis logam (perak, tembaga, logam)
- Konduktor jelek : air, tanah, badan manusia
b. Isolator : karet, berbagai plastik (PVC, politen, perspeks)
Pada bahan-bahan yang tergolong isolator, elektron-elektron pada setiap atom diikat dengan kuat, sehingga dalam keadaan normal, elektron-elektron tidak bebas bergerak. Akibatnya bahan isolator sukar menghantarkan muatan listrik.
2. Memberi Muatan Listrik Dengan Cara Induksi
Induksi listrik adalah pemisahan muatan listrik di dalam suatu penghantar karena penghantar itu didekati oleh (tanpa menyentuh) benda bermuatan listrik.
Contoh :
Sebuah balon yang telah digosokkan pada rambut seseorang disentuhkan ke suatu dinding netral dan ternyata balon tetap menempel pada dinding.
Bagaimana prosesnya?
Perhatikan gambar berikut.
 |
| Balon yang telah digosok menempel pada dinding |
Prinsip kerja induksi listrik ini, menjadi dasar bagi pembuatan elektroskop. Elektroskop adalah suatu alat yang digunakan untuk mengetahui suatu benda bermuatan listrik atau tidak.
Arsyad Riyadi Juni 22, 2012 New Google SEO Bandung, Indonesia
