MAKALAH TENTANG HUKUM HUKUM YANG BERKAITAN DENGAN LISTRIK
Disusun oleh: Edo satrio noviando 1007121566
Jurusan Teknik elektro s 1 fakultas teknik Universitas Riau 2010
Kata Pengantar
Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan saya kesehatan sehingga saya mampu menyelesaikan makalah saya yang berjudul “hukum hukum yang berkaitan dengan kelistrikan” Adapun tujuan saya saya membuat membuat makalah ini adalah adalah untuk menyelesai menyelesaikan kan tugas tugas yang telah diberikan kepada saya. Saya mengucapkan banyak terima kasih atas pihak yang telah membantu saya baik dalam saran maupun dalam fikiran sehingga makalah ini siap tepat pada waktu yang telah ditentukan oleh dosen.
Pekanbaru, 29 September 2010
Edo satrio noviando NIM: 1007121566
Kata Pengantar
Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan saya kesehatan sehingga saya mampu menyelesaikan makalah saya yang berjudul “hukum hukum yang berkaitan dengan kelistrikan” Adapun tujuan saya saya membuat membuat makalah ini adalah adalah untuk menyelesai menyelesaikan kan tugas tugas yang telah diberikan kepada saya. Saya mengucapkan banyak terima kasih atas pihak yang telah membantu saya baik dalam saran maupun dalam fikiran sehingga makalah ini siap tepat pada waktu yang telah ditentukan oleh dosen.
Pekanbaru, 29 September 2010
Edo satrio noviando NIM: 1007121566
DAFTAR ISI
Kata pengantar …………………………………………………………………………………i Daftar isi
………………………………………………………………………… …………………………………… ………………………………………...….ii …...….ii
B AB 1. Pendahuluan ……………………………………………………………………… 1.1 latar belakang
1.2 tujuan pembelajaran
BAB 11. 11. Pembahasan ……………………………………………………………………… Sejarah singkat teknik elektro
BAB 111. 111. Tinjauan pustaka ………………………………………………………………… Teori dasar penemu listrik
BAB 1V. 1V.
Pembahasan
…………………………………………………………………..
1. Hukum farraday 2. Hukum ohm 3. Hukum kirchoff 4. Hukum wiedemann – franz 5. Hukum maxwell 6. Hukum child Langmuir 7. Hukum bio savart 8. Gaya lorenz 9. Hukum moore 10. Hukum Kirchoff Kircho ff tegangan t egangan
BAB V.
PENUTUP ……………………………………………………………………… kesimpulan Daftar
Pustaka
Bab 1 PENDAHULUAN
1.1 latar belakang
Program Studi s 1 Teknik elektro Fakultas Teknik Universitas Riau merupakan salah satu lembaga yang berupaya melaksanakan program-program pendidikan yang bertujuan menghasilkan lulusan-lulusan yang tidak hanya memahami IPTEK, tetapi juga mampu mempraktekkan serta mengembangkannya baik di dunia pendidikan maupun dunia usaha atau industri. Hal ini dimaksudkan agar terjalinnya hubungan yang baik antara dunia pendidikan dengan dunia usaha atau industri demi tercapainya pembangunan nasional. Makalah ini dibuat dengan tujuan, untuk menjelaskan teori yang berhubungan dengan kelistrikan yanng dikemukakan oleh para ilmuwan ilmuwan, dan bagaimana penerapannya dalam kehidupan. Di dalam makalah ini saya Akan membahas tentang hukum hukum yang telah dikemukakan oleh: Michael Farraday, James clerk Maxwell, charless de coulomb, Gustav Robert kirchoff, George Simon ohm, percobaan oersted.
1.2 tuj uan pembelajaran
1. Mahasiswa memahami fenomena, hukum hukum tentang listrik dan mampu memecahkan masalah. 2. Mahasiswa memahami rangkaian listrik DC, aturan-aturan dalam rangkaian listrik. 3. Mahasiswa mengerti tentang rangkaian seri dan paralel, alat-alat pengukuran dan mentanahkan sebuah rangkaian. 4. Mahasiswa memahami teori Medan magnet dan Gaya magnet, Gaya magnet yang timbul dari konduktor berarus, torques pada loop arus dalam Medan magnet seragam dan tidak seragam. Menguasai partikel bermuatan yang bergerak dalam Medan magnet.
BAB 2 PEMBAHASAN SEJARAH SINGKAT TENTANG TEKNIK ELEKTRO Teknik Elektro adalah ilmu teknik atau rekayasa yang mempelajari sifat-sifat elektron atau sifat-sifat kelistrikan yang kemudian diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari. Berasal dari bahasa Inggris electrical engineering, yang bisa diartikan dengan teknik listrik.Dahulu, Ilmu teknik elektro dibagi atas 2 jenis yaitu:
Arus kuat, yang mempelajari listrik tegangan tinggi,
Arus lemah, yang mempelajari list rik tegangan rendah.
Selain itu, ilmu teknik elektro dapat dibagi menjadi:
Teknik elektrik, mengenai sifat-sifat listrik dan pemanfaatan listrik diberbagai bidang. Teknik elektronika, mengenai sifat-sifat elektron dan pemanfaatannya diberbagai bidang.
Sejalan dengan perkembangan teknologi, khususnya pada bagian arus lemah, maka saat ini dibagi menjadi enam konsentrasi, yaitu:
Teknik
Tenaga
Listrik
(electric
power
engineering),
yang
dulunya
merupakan
konsentrasi arus kuat
Teknik Elektronika (electronics engineering)
Teknik Telekomunikasi (telecommunication engineering)
Teknik Kendali atau Teknik Pengaturan (control engineering)
Teknik Komputer (computer engineering)
Teknik Biomedika (biomedics engineering) merupakan bidang multidisiplin yang melibatkan keahlian teknik, ilmu pengetahuan dan metoda teknologi untuk memecahkan masalah dalam biologi dan kedokteran, untuk peningkatan kualitas kesehatan masyarakat.
Mata kuliah Elektro diberikan untuk memberikan pemahaman yang mendalam dan kuat mengenai fenomena, hukum dan teori kelistrikan yang merupakan pondasi bagi ilmu teknik elektro. Pembahasan dimulai dari fenomena listrik statis (electrostatic ) hingga electromagnetism dan bahan listrik. Disamping pembentukan dasar yang kokoh mengenai prinsip-prinsip kelistrikan klasik, ditekankan pula mengenai penerapan praktisnya dalam aplikasi teknik elektro, teori-teori modern serta kemampuan dalam memecahkan masalah. Dengan pemberian contoh fenomena alam atau kejadian sehari-hari yang berhubungan dengan kelistrikan, mahasiswa akan lebih memiliki rasa ingin tahu (curiosity ) dan termotivasi untuk belajar.
Pendidikan tinggi Teknik Elektro (Elektro Teknik) di Indonesia diawali dengan Laboratorium Listrik di Technische Hoogeschool te Bandoeng pada tahun 1942, berlanjut di tahun 1944 dengan pendidikan Denki Kikaika (bagian Listrik & Mesin) sebagai bagian dari Kogyo Daigaku. Program pendidikan Elektro Teknik dimulai tahun 1947. Angkatan pertama dari program pendidikan ini menyelesaikan studi insinyurnya pada tahun 1954. Prof. Lavenbach, Prof. Niesten, Prof. O. Hong Djie, Prof. Grumbach, Prof. T.M. Soelaiman, Prof. Samaun Samadikun, Prof. T.S. Hutahuruk, Prof. Iskandar Alisyahbana, dan Prof. Sudjana Sapiie termasuk para pendahulu yang sempat memimpin Departemen sampai tahun 1970.
BAB 3 TINJAUAN PUSTAKA
TEORI DASAR TENTANG PENEMUAN LISTRIK Sejarah awal ditemukannya listrik adalah oleh seorang cendikiawan Yunani yang bernama Thales, yang mengemungkakan fenomena batu ambar yang bila digosok - gosokkan Akan dapat me dikemukakan, baru kemudian muncul lagi penapat - pendapat serta teori -teori baru mengenai listrik seperti yang diteliti dan dikemukakan oleh William Gilbert, Joseph prie narik bulu sebagai fenomena listrik. Kemudian setelah bertahun - tahun semenjak ide Thalstley, Charles De Coulomb, Michael Farraday, Oersted, Hukum child Langmuir, Gordon E. Moore. informasi tentang sejarah penemu listrik ini disajikan dalam bentu panel dan didukung dengan perangkat audio visual yang menyajikan tiruan dari percobaan - percobaan yang pernah dilakukan oleh para ilmuan. Dan percobaan yang dilakukan para ilmuwan itu saling keterkaiatan.
BAB 1V PEMBAHASAN
1. MICHAEL FARRADAY Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris. Berasal-usul dari keluarga tak berpunya dan umumnya belajar sendiri. Di usia empat belas tahun dia magang jadi tukang jilid dan jual buku, dan kesempatan inilah yang digunakannya banyak baca buku seperti orang kesetanan.
Penemuan Faraday pertama yang penting di bidang listrik terjadi tahun 1821. Dua tahun sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat beringsut jika arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Dan oerstead berkesimpulan bahwa “disekitar kawat yang dialiri arus listrik terdapat medan magnet”. Ini membikin Faraday berkesimpulan, jika magnit diketatkan, yang bergerak justru kawatnya. Bekerja atas dasar dugaan ini, dia berhasil membuat suatu skema yang jelas dimana kawat akan terus-menerus berputar berdekatan dengan magnet sepanjang arus listrik dialirkan ke kawat. Sesungguhnya dalam hal ini Faraday sudah menemukan motor listrik pertama, suatu skema pertama penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak.
Berdasarkan percobaan, ditunjukkan bahwa gerakan magnet di dalam kumparan menyebabkan jarum galvanometer menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan. Jika magnet diam dalam kumparan, jarum galvanometer tidak menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan menjauhi kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kiri. Penyimpangan jarum
Galvanometer tersebut menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan terdapat arus listrik. Peristiwa timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik. Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik (GGL) induksi. Terjadinya GGL induksi dapat dijelaskan seperti berikut. Jika kutub utara magnet didekatkan ke kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak. Perubahan jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer. Hal yang Sama juga Akan terjadi jika magnet digerakkan keluar dari kumparan. Akan tetapi, arah simpangan jarum galvanometer berlawanan dengan penyimpangan semula. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis Gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan. Menurut Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul. Adapun yang dimaksud fluks nmgnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang.
Bunyi hukum farraday adalah:
Apabila sepotong kawat penghantar listrik berada dalam Medan magnet yang berubahubah, maka di dalam kawat tersebut Akan terbentuk GGL induksi.
Apabila sepotong kawat penghantar listrik digerak-gerakkan dalam Medan magnet, maka dalam kawat penghantar tersebut Akan terbentuk GGL induksi.
Dari percobaan farraday dapat disimpulkan
Ketika magnet digerakkan (keluar- masuk) dalam kumparan, jarum pada galvanometer akan menyimpang atau bergerak.
Ketika magnet tidak digerakkan (berhenti) dalam kumparan, jarum pada galvanometer tidak menyimpang (menunjukkan angka nol).
Penyimpangan jarum galvanometer ini menunjukkan bahwa di dalam kumparan mengalir arus listrik. Arus listrik seperti ini disebut arus induksi.
Generator Generator atau pembangkit listrik yang sederhana dapat ditemukan pada sepeda. Pada sepeda, biasanya dinamo digunakan untuk menyalakan lampu. Caranya ialah bagian atas dinamo (bagian yang dapat berputar) dihubungkan ke roda sepeda. Pada proses itulah terjadi perubalian energi gerak menjadi energi listrik. Generator (dinamo) merupakan alat yang prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik. Alat ini pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday. Berdasarkan arus yang dihasilkan. Generator dapat dibedakan menjadi dua rnacam, yaitu generator AC dan generator DC. Generator AC menghasilkan arus bolak-balik (AC) dan generator DC menghasilkan arus searah (DC). Baik arus bolak-balik maupun searah dapat digunakan untuk penerangan dan alat-alat pemanas. Oleh karena itu pada prinsip kerja generator terdapat 3 hal pokok, yaitu: 1.
Adanya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub kutub magnet.
2.
Adanya kawat penghantar listrik yang merupakan tempat terbentuknya GGL.
3.
Adanya gerak relatif antara fluks magnet dengan kawat penghantar listrik.
1. Generator AC Bagian utama generator AC terdiri atas magnet permanen (tetap), kumparan (solenoida). cincin geser, dan sikat. Pada generator. Perubahan garis Gaya magnet diperoleh dengan Cara memutar kumparan di dalam Medan magnet permanen. Karena dihubungkan dengan cincin geser, perputaran kumparan menimbulkan GGL induksi AC. OIeh karena itu, arus induksi yang ditimbulkan berupa arus AC. Adanya arus AC ini ditunjukkan oleh menyalanya lampu pijar yang disusun seri dengan kedua sikat. Sebagaimana percobaan Faraday
GGL induksi yang ditimbulkan oleh generator AC dapat diperbesar dengan cara: 1. memperbanyak lilitan kumparan, 2. Menggunakan magnet permanen yang lebih kuat. 3. Mempercepat perputaran kumparan, dan menyisipkan inti besi lunak ke dalam kumparan. 2. Generato r DC Prinsip kerja generator (dinamo) DC Sama dengan generator AC. Namun, pada generator DC arah arus induksinya tidak berubah. Hal ini disebabkan cincin yang digunakan pada generator DC berupa cincin belah (komutator).
Sesuai per cobaan far day besar ya GGL induksi yang terbentuk esuai den an peruba an flux m gnet
Generator DC terdiri dari: 1.
badan gen erator
2.
inti kutub magnet dan lilitan penguat ma net: Ini berfung i sebagai enghasil fluks magne dan lilitan penguat magnet berfungsi mengalirkan arus listrik agar terjadi proses elektromagnetisme.
3.
Sikat sikat : Berfungsi sebagai jembatan ter adap pen aliran arus dari lilitan jangkar
4.
Komutato : berfungsi sebagai p nyearah mekanik yang bersama Sama den an sikat sikat mem entuk suatu kerja Sa a yang disebut komu asi.
5.
Jangkar: erfungsi s bagai tem at melilitkan kumpara
6.
Lilitan jan kar: berh ngsi sebagai tempat terbentuknya GGL ind ksi
3.Tran formator
Agar tidak berbahaya tegangan ang tinggi itu harus diturunkan t rlebih dah lu sebelu arus li trik disalurkan ke r mah-rumah pendud k. Pada disalur an ke rumah-rumah
enduduk
mumnya tegangan listrik yan
da dua m cam, yaitu 220 volt
an 1l0 volt. Alat yan
diguna an untuk menurunk n tegangan disebut transforma or. Bagian utama tr nsformato adalah dua buah kumparan yang keduanya dililitkan pada sebuah i ti besi lu ak. Kedu kumpar an tersebut memiliki jumlah lilita yang ber beda. Kumparan yan dihubung an dengan sumber tegangan AC dise ut kumpa an primer,, sedangk n kumpar an yang l in disebu kumpar an sekund r.
Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan AC (dialiri arus listrik AC), besi lunak akan menjadi elektromagnet. Karena arus yang mengalir tersebut adalah arus AC, garis-garis Gaya elektromagnet selalu berubah-ubah. Perubahan garis Gaya itu menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder. Hal itu menyebabkan pada kumparan sekunder mengalir arus AC (arus induksi). Kita dapat rnembedakan transformator menjadi dua macam. Yaitu transformator step up dan transformator step down. Transformator .step up adalah transformator yang jumlah lilitan primernya lebih kecil dari pada lilitan sekunder. Oleh karena itu, transformator step up dapat digunakun untuk menaikkan tegangan AC.
2. H KUM OHM
Georg Simon Ohm ( 6 Maret 1789 – 6 J li 1854) adalah seor ang fisika an Jerman yang b nyak mengemukaka
teori di bidang elektr isitas. Kar anya yang paling dik nal adalah
teori m ngenai hubungan antara aliran listrik, tegangan, dan t hanan konduktor di d lam sirkuit, yang umum dise ut Hukum Ohm.
G org Ohm dilahirkan
ari pasan an Johan
Wolfgan
Ohm, seorang tuk ng kunci, an Maria lizabeth B ck, seorang penjahit Meskipun .C. Maxwell (1831-1879) berhasil memadukan semua ukum dan rumus kelistri an dalam entuk empat persamaan yang lalu dikenal sebagai per amaan maxwell sedemikian hingg semua ge ala kelistri an selalu apat diterangkan ber asarkan atau dijabar an dari ke mpat persamaan itu, pada hakik tnya kee pat persa aan itu da at dipadu an menjadi atau dapat dijabarka dari huku
Coulomb :
yakni yang menyatak n bahwa gaya antara dua muata listrik q1 an q2 aka sebanding dengan banyakny muatan li trik masin –masing serta berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (r) a tara kedu muatan listrik tersebut, serta ter antung pada medium dimana kedua
uatan itu erada, ya g dalam p rumusann a ditetapk n oleh suatu tetapan
edium k.
Jadi hukum Coulo b merupakan hukum yang fund mental dallam ilmu kelistrikan, y ng menda ari semua hukum dan rumus kelistrikan, se erti halnya hukum ini ial Newton dalam mekanika yang m ndasari semua huku
dan rumus mekanika. Dalam si tem satua m.k.s,
tetapan medium k tertuliskan sebagai 1/(4
πε
), se ingga huk m Coulomb menjadi erbentuk:
Dan ε disebut permitivitas medium. Dengan F positif bererti Gaya itu tolak menolak dan sebaliknya F negatif berarti tarik–menarik. Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan Beda potensial yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas Beda potensial yang dikenakan kepadanya. Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah. BUNYI HUKUM OHM ADALAH: “
Jika suatu arus listrik melalui suatu penghantar, maka kekuatan arus tersebut adalah
sebanding-selaras penghantar tadi.”
dengan
tegangan
listrik
yang
terdapat
diantara
kedua
ujung
3. HUKUM KIRCHOFF
Gustav Robert Kirchhoff (12 Maret, 1824 – 17 Oktober , 1887), adalah seorang fisikawan Jerman yang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori rangkaian listrik, Terdapat 3 konsep fisika berbeda yang kemudian dinamai berdasarkan namanya, "hukum Kirchhoff", masing-masing dalam teori rangkaian listrik, termodinamika, dan spektroskopi. Gustav Kirchhoff dilahirkan di Königsberg, Prusia Timur (sekarang Kaliningrad, Rusia), putra dari Friedrich Kirchhoff, seorang pengacara, dan Johanna Henriette Wittke. Dia lulus dari Universitas Albertus Königsberg (sekarang Kaliningrad) pada 1847 dan menikahi Clara Richelot, putri dari profesor-matematikanya, Friedrich Richelot. Pada tahun yang Sama, mereka pindah ke Berlin. Kirchhoff merumuskan hukum rangkaian, yang sekarang digunakan pada rekayasa listrik, pada 1845, saat dia masih berstatus mahasiswa. Ia mengusulkan hukum radiasi termal pada 1859, dan membuktikannya pada 1861. Di Breslau. Pada 1862 dia dianugerahi Medali Rumford untuk risetnya mengenai garis-garis spektrum matahari, dan pembalikan garis-garis terang pada spektrum cahaya buatan.Dia berperan
besar
pada
bidang
spektroskopi
dengan
merumuskan
tiga
hukum
yang
menggambarkan komposisi spektrum optik obyek-obyek pijar, berdasar pada penemuan David Alter dan Anders Jonas Angstrom (lihat juga: analisis spektrum) Hukum Kirchoff I Hukum ini berbunyi” Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan”. Secara matematis dinyatakan:
Bila digambarkan dalam bentuk rangkaian bercabang maka Akan diperoleh sebagai berikut:
Jumlah aljabar dari arus listrik pada suatu titik percabangan selalu sama dengan nol
tentang arus (current law), yang menyatakan bahwa arus masuk pada satu titik percabangan akan sama dengan arus yang keluar melalui titik yang sama.
Hukum Kirchoff 2. Hukum Kirchoff 2 dipakai untuk menentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian bercabang dalam keadaan tertutup (saklar dalam keadaan tertutup). Perhatikan gambar berikut!
Hukum Kirchoff 2 berbunyi:” Dalam rangk aian tertutu p, Juml ah aljabbar GGL (E) dan jum lah penurunan potensial sama dengan nol” . Maksud dari jumlah penurunan potensial Sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap.
Di dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar antara gaya gerak listrik (ggl) dengan kerugian-kerugian tegangan selalu sama dengan nol”
Menyatakan bahwa jumlah tegangan-tegangan didalam satu rangkaian tertutup sama dengan 0 (nol).
4. Huku m w iedemann-franz
Gustav Heinrich Wiedemann (2 Oktober 1826 - 24 Maret 1899) adalah seorang Jerman fisikawan dikenal kebanyakan untuk karya sastra itu.
Pendidikan Wiedemann lahir di Berlin. Setelah menghadiri Cologne gimnasium , ia masuk Universitas Berlin pada tahun 1844, dan mengambil gelar dokter di sana tiga tahun kemudian. Tesisnya pada kesempatan yang dikhususkan untuk sebuah pertanyaan di kimia organik , Namanya mungkin paling banyak dikenal untuk karya sastra itu. Pada 1877 ia melakukan itu redaktur dari Annalen der Physik und Chemie dalam suksesi Johann Christian Poggendorff , sehingga memulai serangkaian yang berkala ilmiah yang akrab disebut sebagai Wied. Ann. Lain karya monumental yang dia bertanggung jawab adalah Die Lehre van der Elektricitat, atau, seperti yang disebut dalam contoh pertama, Lehre und von Galvanismus Elektromagnetismus, sebuah buku yang tak tertandingi untuk ketepatan dan kelengkapan. Dia menghasilkan edisi pertama pada tahun 1861, dan waktu keempat, direvisi dan diperluas, hanya selesai pendek sebelum kematiannya. Dalam hukum wiedemann-franz menyatakan bahwa rasio kontribusi elektronik dengan konduktivitas termal (x) dan konduktivitas listrik ( σ ) dari logam sebanding dengan suhu (T).
Secara teoritis, proporsionalitas L konstan, yang dikenal sebagai nomor Lorenz, adalah:
Hal empiris hukum ini dinamakan Gustav wiedemann dan rudolph farnz yang pada tahun 1853 melaporkan bahwa
κ
/ σ memiliki sekitar nilai yang sama untuk logam yang berbeda
pada suhu yang sama. Proporsionalitas
κ
/
σ
dengan suhu ditemukan oleh Ludvig Lorenz di
1872. Secara kualitatif, hubungan ini didasarkan pada kenyataan bahwa transportasi dan listrik panas baik melibatkan bebas elektron dalam logam. Hal empiris hukum ini dinamakan Gustav wiedemann dan Rudolph farnz yang pada tahun 1853.
Konduksi listrik logam merupakan fenomena yang ter enal dan
kan dikait an dengan
electro konduksi agak bebas. Rapatny arus har s diamati roporsion l dengan
enerapkan
medan listrik dan mengikuti ukum ohm yang mana prefaktor nya adalah spesifik k nduktivita listrik.
arena Medan listrik dan kepadatannya telah menyatakan hok m ohm di ajah tebal
kodukti itas ini d pat secar a umum diekspresikn sebagai ensor dari pringkat
edua (3x
matriks). Disini di atasi disk si untuk i otropic, yaitu skalar onduktivit s. Spesifik resistivita adalah kebalikan ari konduktivitas. Kedua parameter yang Akan digunakan sebagai berikut.
Hukum Wiedemann - Franz
erbunyi:
"Bagi s gala mac m logam
urni adala perbandingan antara daya-pen hantar-kal r spesifik
dan da a penghantar-listrik s esifik suatu bilangan ang konstan, jika temperaturnya Sama".
5. Hukum Maxw ll
James Cambr idge, 15
lerk Ma well lahir di Edi burgh, 1 3 Juni 1 831 – me inggal di ovember 1879 pad umur 48 tahun ad lah fisika an Skotl ndia yan
pertam a kali me ulis huku tahun 1864, ia
embukti an bahwa gelomba g elektromagnetik ialah gab ngan dar i
osilasi medan listrik dan bentuk radiasi denga
magnetisme dan elistrikan dalam ru us mate atis. Pad
agnetik.
axwell m ndapati
ahwa cah aya ialah salah sat
lektroma netik. Ia juga me buka pe ahaman tentang
menunj kkan bahwa laju
erak gas,
olekul-mo lekul di d alam gas bergantu g kepad
suhun a masing masing. Fisikawan Inggris kesohor James Cler Maxwell ini terke al melalui formulas i empat pernyata n yang menjelaska sebelu m Maxwell sudah
hukum dasar listrik dan mag it. Kedua bidang in i
iselidiki l ma sekali dan sud h sama
antar keduanya . Namun, walau
iketahui
da kaita
elbagai hukum li trik dan kemagnit an suda
dikete ukan da mengan ung kebenaran dal m beberapa segi, s ebelum Maxwell, ta ada s tu pun d ri hukum hukum it
yang m rupakan satu teori terpadu. Dalam di
punya empat perangkat hukum yang dirumuskan secar a ringkas (tetapi punya bobo tinggi), Maxwell erhasil m njabarka secara t pat perila u dan sal ing hubun an antar medan listrik da magnit. Pendapat Maxwell bukan ha ya meru akan huk um dasar dari kelistrikan da kemagnitan, teta pi juga sekaligus m rupakan ukum da ar optik.
ahaya yang tampa
oleh mata buka semata j nis yang memungk inkan radi asi elektr magnetik. Pendapa Maxw ll menun ukkan b hwa “gel ombang elektroma netik lai , berbeda denga cahay yang ta pak oleh
ata dala
dia punya panjang gelomba g dan fre uensi”.
Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Hukum Maxwell ini sebernarnya merupakan gabungan dari 4 buah hukum, yaitu: 1. hukum Gauss, yang terjemahannya “Jumlah fluks listrik yang menembus tegak lurus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi permukaan tersebut.” 2. Yang kedua adalah hukum Gauss, tapi yang membahas medan magnet.Artinya, garis-garis fluks magnet merupakan lintasan tertutup. Dengan kata lain, tidak ada muatan magnetik. 3. hukum Faraday, medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan listrik. 4. hukum Ampere: hokum Ampere ini arus dapat menimbulkan medan magnet. medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menimbulkan medan magnet.
medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, dan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet Ini dinamakan gelombang elektromagnetik. definisi pertama: = fluks listrik =
dengan begitu ,maka cara menghitung fluks :
jadi dapat disimplkan bahwa :
6. HUKUM CHILD LANGMUIR Persamaan untuk arus terbatas muatan ruang dalam dioda bidang paralel pertama kali dijabarkan oleh child dan kemudian secara lebih terperinci oleh Langmuir, hubungan ini dinamakan hukum child Langmuir atau hukum pangkat tiga per dua. Hukum ini menunjukkan bahwa arus terbatas muatan ruang dalam dioda datar paralel berbanding langsung dengan pangkat tiga per dua dari tegangan anoda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara naoda dan katoda. Hukum pangkat tiga per dua untuk ketergantungan arus muatan ruang terbatas pada tegangan anoda tidak hanya pada elektroda datar paralel tetapi juga untuk elektroda lain bentuk geometri.
7. Hukum Biot S vart Biot Savart adalah hu um dasar listrik yang membahas gaya yang dihasilkan berdas rkan inter ksi antara medan ma net dan ar us yang m ngalir pad konduktor . Gaya elektromagnetik diperoleh dengan: fo = B.l.i sin α newton dengan, B = ker apatan fluks, Wb/m^2 (T) l = panjang kondu tor, m i = arus yang men alir pada onduktor, α = sudut antara arah arus d ngan arah medan ma net. Arah gaya yang dihasilkan tegak lurus deng n arus da medan m gnet. Pad mesin listrik, edan magnet bersifat radial pad celah udara, artinya konduktor an medan magnet tegak l rus satu s ma lain dan α = 900 fo = B.l.i newton Pada Gambar 1(a), B menunjukk an kerapat n fluks da i medan magnet asal. Adanya konduktor yang m ngaliri arus menimbulkan medan magnet b ru. Medan asal dan medan yang mengg bungkan onduktor untuk meng asilkan m dan baru ditunjukkan pada Gam ar 1(b). Medan yang dihasilkan berubah di sekit r konduktor, kerapatan fluks yan dihasilkan menjadi besar di satu sisi an kecil di sisi lainnya sehingga enimbulk n adanya aya elektr magnetik dengan arah seperti yang dit njukkan pada gambar .
1a,
1b
1c.
Pada kondiisi peningk tan kerapatan fluks di satu sisi s ma nilainya dengan penurunan di sisi l innya, besarnya gaya elektroma netik diper oleh melal i Persamaan 2. Ketik arah arus dan ar h medan agnet dibalik, arah gaya yang bekerja pada konduktor juga berub h. Namun, jika arah arus dan medan magnet diuba , arah gay yang dihasilkan tida berubah. ambar 1(c) menunjukkan pengaruh erubahan engubaha n arus keti a arah me an diubah. Jelas bahwa pada kondisi tersebut arah gaya erubah.
Gambar atraksi
ga bar repulsi.
Hukum Biot Savart dapat diterap an untuk engukur gaya antara dua arus y ng mengalir pada konduktor. Gambar 2 me unjukkan rus paralel pada konduktor l dipi ahkan oleh jar ak D dan berada pad permeabilitas μ. Ked a arus dis but dengan I1 dan I2. pada Gambar 2(a), ked a arus me galir deng n arah ya g sama sementara p da Gambar 2(b) arus tersebut mengalir engan arah yang ber eda. Med n magnet ang dihasilkan juga ditunjukkan. Jelas bahwa ketik kondukto mengaliri rus dengan arah yan sama, ad gaya tari antara keduanya sement ra bila arus yang mengalirinya b rbeda ara terdapat aya tolak iantara keduanya. Nilai kerapatan flu s pada ko duktor yang mengalir i arus I2 ter hadap I se esar:
Gaya elektromagnetik : =
8. GAYA LORENZ
Dilahirkan di Arnhem, Belanda. Ia belajar di Universitas Leiden. Pada usia 19 tahun ia kembali ke Arnhem dan mengajar di salah satu SMA di sana. Sambil mengajar, ia menyiapkan tesis doktoral yang memperluas teori James Clerk Maxwell mengenai elektromagnet yang meliputi rincian dari pemantulan dan pembiasan cahaya.
MENENTUKAN ARA H GAYA LORENTZ Arah gaya lorentz dapat ditentuk an dengan aturan tangan kanan. Jari-jari tangan kanan diatur sedemikian rupa, sehingga Ibu jari tegak lurus terjadap telunjuk dan tegak lurus juga terhadap jari tengah. Bila arah medan magnet (B) diwakili oleh telunjuk dan arah arus listrik (I) diwakili oleh ibu jari, maka arah gaya lorentz (F) di tunjukkan oleh jari tengah. perhatikan gambar berikut :
Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut : (1) kuat medan magnet (B) (2) besar arus listrik (I) (3) panjang penghantar
sehingga dapat dirumuskan F = B.I.L keterangan : F adalah gaya lorentz (N) B adalah kuat medan magnet (Tesla) I adalah kuat arus listrik (A) L adalah panjang penghantar (m) gaya lorentz adalah gaya yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet. Sehingga dapat disimpulkan bahwa gaya Lorentz dapat timbul dengan syarat sebagai berikut : (a) ada kawat pengahantar yang dialiri arus (b) penghantar berada di dalam medan magnet (c) Bila penghantar berarus di letakkan di dalam medan magnet , maka pada penghantar akan timbul gaya
9.Hukum Moore.
Hukum Moore adalah salah satu hukum yang terkenal dalam industri mikroprosesor yang menjelaskan tingkat pertumbuhan kecepatan mikroprosesor. Diperkenalkan oleh Gordon E. Moore salah satu pendiri intel. Ia mengatakan bahwa pertumbuhan kecepatan perhitungan mikroprosesor mengikuti rumusan eksponensial. Perkembangan
teknologi
dewasa
ini
menjadikan HUKUM
MOORE
semakin
tidak Relevan untuk meramalkan kecepatan mikroprossesor. Hukum Moore, yang menyatakan bahwa kompleksitas sebuah mikroprosesor akan meningkat dua kali lipat tiap 18 bulan sekali, sekarang semakin dekat kearah jenuh. Hal ini semakin nyata setelah Intel secara resmi memulai arsitektur prosesornya dengan code Nehalem. Prosesor ini akan mulai menerapkan teknik teknologi nano dalam pembuatan prosesor, sehingga tidak membutuhkan waktu selama 18 bulan untuk melihat peningkatan kompleksitas tapi akan lebih singkat Akan tetapi, saat ini Hukum Moore telah dijadikan target dan tujuan yang ingin dicapai dalam pengembangan industri semikonduktor. Peneliti di industri prosesor berusaha mewujudkan Hukum Moore dalam pengembangan produknya. Industri material semikonduktor terus menyempurnakan produk material yang dibutuhkan prosesor, dan aplikasi komputer dan telekomunikasi berkembang pesat seiring dikeluarkannya prosesor yang memiliki kemampuan semakin tinggi. Secara tidak langsung, Hukum Moore menjadi umpan balik (feedback) untuk mengendalikan laju peningkatan jumlah transistor pada keping IC. Hukum Moore telah mengendalikan semua orang untuk bersama-sama mengembangkan prosesor. Terlepas dari alasan-alasan tersebut, pemakaian transistor akan terus meningkat hingga ditemukannya teknologi yang lebih efektif dan efisien yang akan menggeser mekanisme kerja transistor sebagaimana yang dipakai saat ini. Meskipun Gordon Moore bukanlah penemu transistor atau IC, gagasan yang dilontarkannya mengenai kecenderungan peningkatan pemakaian jumlah transistor pada IC telah memberikan sumbangan besar bagi kemajuan teknologi informasi. Tanpa jasa Moore mungkin kita belum bisa menikmati komputer berkecepatan 3GHz seperti saat ini.
Pemikiran Moore Usulan Dr. Moore yang pernah dibuat menyatakan, sistem akan jadi makin rumit dibanding sebelumnya. Dan integrasi sirkuit adalah cara untuk memangkas biaya elektronik. “Sirkuit yang terintegrasi” adalah istilah yang merujuk pada sekumpulan transistor yang saling terkoneksi, dioda-dioda, dan sirkuit pada selembar chip silikon – sejenis material semikonduksi. Ketika Dr. Moore menulis artikelnya, sirkuit terintegrasi ini punya 30 komponen. Sementara laboratorium tempat dia bekerja punya satu yang memiliki 60 komponen. Dr. Moore menuturkan, ada gejala penggandaan setiap tahunnya untuk jumlah komponen per sirkuit yang terintegrasi. Dan jika dihitung-hitung selama 10 tahun ke depan, jumlahnya akan menjadi 60.000 dalam setiap chip. Menurutnya, hal itu merupakan ekstrapolasi yang cukup berani. Tapi dia berharap prediksinya cukup akurat dan ada kondisi yang memungkinkan biayanya bisa lebih murah. Chip dalam Dunia Digital Tanpa kehadiran chip – yang terus-menerus berkembang dan mengecil secara ukuran – perangkat bergerak, PDA (personal digital assistants), game, laptop, dan pemutar musik digital, tidak akan secanggih sekarang. Tetapi ada batasan untuk seberapa banyak komponen bisa dimasukkan ke dalam sebuah chip. Hukum Moore telah meramalkan hal ini 10 sampai 20 tahun sebelum batas maksimum dicapai. Sementara itu, ada keinginan untuk meningkatkan performa sekaligus menurunkan resiko kebocoran energi dan pengurangan panas pada sebuah chip. Yang mana, hal ini menjadi masalah ketika ada kebutuhan untuk memasukkan lebih banyak sirkuit ke dalam ruangan chip yang semakin sempit. Para peneliti di seluruh dunia, mencari altenatif quantum computing dan nanotechnologies untuk menggantikan teknologi chip berbasis silikon. Walaupun begitu, Dr. Moore masih tidak yakin akan usaha mengganti komponen tersebut dengan teknologi dan material yang dikembangkan dalam skala nano. Dr. Moore menambahkan, “Kami sudah beroperasi dengan baik pada level dibawah 100nm – bisa dibilang batas konvensional untuk nanotechnology. Tetapi untuk membangun sesuatu yang lebih kecil, saya masih ragu.” ujarnya. Dalam Hukum Moore disebutkan, bahwa jumlah transistor dalam sebuah chip akan berlipat ganda setiap dua tahun. Hukum Moore dikemukakan oleh Gordon Moore, peraih gelar PhD bidang fisika dan kimia dari Caltech. Saat bekerja di Fairchild Semiconductor, ia menulis sebuah artikel berjudul “Cramming More Components Onto Integrated Circuits” di majalah
Electronics No. 8 Volume 38 pada 19 April 1965. Tulisannya inilah yang disebut sebagai Hukum Moore. Gordon Moore bersama Robert Noyce mendirikan Intel pada tahun 1968. Tak heran jika kini Gordon Moore dikenal sebagai salah satu orang terkaya di dunia. Betapa tidak, berdasarkan data riset Mercury Research pada tahun 2003, produk Intel menguasai 83,6% pasar processor dunia yang bernilai jutaan dolar AS. Meski Gordon Moore bukan penemu transistor, gagasan yang dilontarkan mengenai kecenderungan peningkatan pemakaian jumlah transistor pada integrated circuit (IC) telah memberikan sumbangan besar bagi dunia teknologi informasi. Banyak kalangan yang sempat diragukan sampai kapan Hukum Moore bisa dianggap valid. Namun, sejak Intel memproduksi chip 70-megabit dengan lebih dari satu setengah miliar transistor berteknologi 65 nanometer (nm), kepercayaan semakin meningkat. Hukum Moore ternyata masih relevan dalam perkembangan processor saat ini. Bayangkan, transistor dalam teknologi 65 nm, satu nanometer sama dengan sepermiliar meter, masih memiliki saklar untuk mengaktifkan transistor sebesar 35 nm. Proses teknologi baru ini meningkatkan jumlah transistor-transistor kecil yang dapat dimuat ke dalam sebuah chip, memberi pijakan bagi Intel untuk menghadirkan processorprocessor multi-core masa depan. Proses teknologi 65 nm juga meliputi beberapa fitur unik untuk menghemat daya dan meningkatkan kinerja. Pada bulan November 2003, Intel mengumumkan penggunaan proses 65 nm untuk membuat SRAM 4-megabit. Sejak itu, Intel telah melakukan fabrikasi dari SRAM 70-megabit yang berfungsi penuh menggunakan proses ini. Sel-sel SRAM yang kecil memungkinkan bagi integrasi cache lebih besar dalam processor, yang meningkatkan kinerja. Setiap sel memory SRAM memiliki enam transistor yang dikemas dalam bidang seluas 0.57 µm. Kira-kira 10 juta dari transistor tersebut dapat ditempatkan ke dalam satu milimeter persegi, setara dengan ukuran titik yang dihasilkan oleh pulpen.
10. Huku
ukum
irchh ff Tegangan
ini meny butkan ba wa di dalam suatu lu tertutup maka jumlah sumber te angan
serta egangan
tuh adalah nol.
Pada KCL (kirch ff current law) berlak rumus
atau
Pada
VL (Kirchh ff's voltag law) berlaku rumus
atau
Gambar 1. Contoh suatu ikal ter utup dari r ngkaian li trik
Sepe ti diperlihatkan dalam Gambar 1 i atas, rangkaian ini t rdiri dari sumber tegangan dan empa buah komponen. Jik sumber tegangan dij mlah dengan tegang n jatuh pa a keem at kompo en, maka asilnya ad lah nol, seperti ditunj kan oleh ersamaan berikut.
BAB V1 PENUTUP Demikian lapoaran ini saya buat semoga lapoaran ini berguna bagi saya dan teman teman yang menbacanya. Apabila dalam makalah ini terdapat kesalahan baik dalam penyusunan maupun dalam kata kata saya mohon maaf. Terima kasih
1. Kesimpulan dari hukum yang telah dipelajari diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa: a. b. c. d.
GGL itu terbentuk Apabila sepotong kawat penghantar listrik berada dalam Medan magnet yang berubah-ubah Sebuah gelombang elektromagnetik akan terbentuk apabila adanya mena magnet. Dan medan magnet akan terbentuk apabila ada medan listrik. Hukum hukum diatas adanya keterkaitan satu sama lain Besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan Beda potensial yang diterapkan kepadanya.
