Transfer Listrik Tanpa Kabel

Roses Supiandi

Teknologi Pentransferan Energy Listrik Tanpa Kabel

Diajukan untuk memenuhi tugas akhir mata kuliah Seminar S eminar Fisika

Makalah

Oleh : Roses Supiandi 01935/2008

Dosen Pembina: Prof. Dr. Festiyed, M.Si

Pendidikan Fisika Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang 2011

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.









Roses supiandi

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT, atas limpahan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah mata kuliah seminar dengan judul teknologi pentransferan pentransferan energy listrik listrik tanpa kabel. Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing Prof. Festiyed, M.S. Penulis juga nengucapkan terima kasih pada rekan-rekan atas bantuannya dalam penyusunan makalah ini. Penulis menyadari bahwa penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, baik dari segi pembahasan maupun dari segi penulisan, maka dari itu penulis sangat mengharapkan saran-saran dari pembaca yang membangun demi kebaikan makalah ini. Akhirnya penulis mengharapkan semoga makalah ini ada manfaatnya bagi pembaca pada umumnya dan bagi penulis pada khususnya.

Padang, Mei 2011

Penulis









Roses supiandi

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR …………………………………………………..

1

DAFTAR ISI…………………………………………………………….

ii

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………

iii

BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………….

1

A. Latar Belakang ………………………………………………….

1

B. Rumusan Masalah ……………………………………………....

1

C. Tujuan Penulisan ……………………………………………….

2

D. Manfaat Penulisan ………………………………………………

2

BAB II KAJIAN FISIKA WIRELESS ……...…………………………

3

A. Muatan Listrik …………………………..………………………

3

B. Medan Listrik…………………………………………………… 4 C. Arus Listrik ……………………………………………………..

5

D. Rangkaian Listrik

………………………………………………

6

………………………………………………….

6

E. Medan Magnet

F. Induktor ………………………………………………………… 7 G. Kapasitor ………………………………………………………..

7

H. Resonansi rangkaian RLC ……………………………………...

8

I. Baterai …………………………………………………………... 8 J. Charger …………………………………………………………. 9 BAB III TRANSMISI POWER WIRELESS ………………………….. 10 BAB IVPENUTUP…………………………………………………….…

14

A. Kesimpulan………………………………………………………

14

B. Saran……………………………………………………………...

14









Roses supiandi

DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2a muatan listrik.. …………………………………… 3 2. Gambar 2b Gaya listrik ……..…………………………………

4

3. Gambar 2c arah aliran arus listrik ……………………………

6

4. Gambar 2d rangkaian listrik ………..…………………………

6

5. Gambar 2e Magnet ……………………………………………... 7 6. Gambar 2f Inductor ……………………………………………. 7 7. Gambar 2g Baterai …...………………………………………… 8 8. Gambar 2hbaterai …..…………………………………………. 9 wireless........................................ 10 9. Gambar 3a rangkaian charger wireless........................................

10. Gambar 3b Resonansi ………….……………………………… 11 11. Gambar 3c Charger…………………………………………… 11









Roses Supiandi

BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang

Perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) berlangsung dengan pesat terutama dalam bidang informasi dan komunikasi. Perkembangan IPTEK menimbulkan suatu era yang disebut dengan era globalisasi. Produk-produk teknologi semakin canggih.

Seperti adanya computer,

ponsel, dan lainnya. Charger juga termasuk salah satu produk teknologi saat ini. Produk di atas sudah menjadi kebutuhan dalam era globalisasi sekarang ini. Fisika merupakan merupakan bagian bagian dari ilmu sains yang memberikan memberikan konstribusi konstribusi besar terhadap kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK). Oleh Karena itu, prinsip kerja alat-alat teknolgi bisa kita analisis dengan menggunakan ilmu fisika. Banyak fenomena dalam hidup ini dapat dijelaskan menggunakan ilmu fisika seperti gerhana, pelangi, dan lainnya. Disisi lain, konsep fisika dapat digunakan untuk mempermudah kehidupan manusia dengan menghasilkan beragam teknologi baru. Seperrti Seperrti contoh di atas yaitu yaitu charger. Pada awalnya charger selalu terhubung saat digunakan untuk mencharge suatu baterai. Saat ini sudah ada yang tidak harus terhubung ke baterai, tetapi digunakan secara wireless(nirkabe wir eless(nirkabel). l). Charger wireless ini sudah digunakan pada beberapa alat elektronik, seperti ponsel dan sikat gigi listrik. Dengan menggunakan charger ini, ponsel atau sikat gigi tadi cukup diletakan di atas charger. Dengan begitu, maka baterainya akan terisi mskipun tidak terhubung melalui melalui kabel ke chargernya. chargernya.

2. Rumusan Masalah

Adadpun rumusan dari makalah ini adalah bagaimana prinsip kerja charger wireless ditinjau dari ilmu fisika?









Roses Supiandi

3. Tujuan Penulisan

Makalah menggunakan menggunakan

ini membahas prinsip kerja charger wireless dengan ilmu fisika. Prinsip Prinsip yang ditinjau di sini sini adalah prinsip kerja

charger wireless secara gariis besar.

4. Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memilki manfaat

meningkatkan pemahaman

tentang aplikasi konsep fisika dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, makalah ini juga bisa menjadi referrensi bagi penulis lain dalam membahas membahas hal yang berkaitan dengan makalah ini.











Roses Supiandi

BAB II KAJIAN FISIKA WIRELESS A. Muatan Listrik

Muatan listrik, seperti massa adalah salah satu sifat dasar partikel yang membentuk materi (Young, 2001:85). Muatan listrik adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda. Satuan muatan listrik adalah coulomb. Muatan listrik adalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi baik itu berupa proton (muatan positif) maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan muatan dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan). Menurut Giancoli(2001:24) muatan listrik bersifat kekal. Jika sejumlah tertentu dari satu jenis muatan dihasilkan dari satu proses, jumlah yang sama dari muatan yang berbeda juga dihasilkan. Dengan demikian muatan total yang dihasilkan adalah nol.









Roses Supiandi

Gambar 2b Gaya listrik(Wikipedia.org) B. Medan Listrik

Menurut Wikipedia bahasa Indonesia Medan Listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang ada di sekitarnya. Medan listrik memiliki satuan N /C atau dibaca Newton /coulomb. Medan listrik umumnya dipelajari dalam bidang fisika dan bidang-bidang terkait, dan secara tak langsung juga di bidang elektronika yang telah memanfaatkan medan listrik ini dalam kawat konduktor (kabel). (kabel). Persamaan matematika untuk medan listrik dapat diturunkan melalui Hukum Coulomb, yaitu gaya antara dua titik muatan:

Menurut persamaan ini, gaya pada salah satu titik muatan berbanding lurus dengan besar masing-masing muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Medan listrik didefinisikan sebagai suatu konstan









Roses Supiandi

sebagai gradien dari potensial listrik. Jika beberapa muatan yang disebarkan menghasilkan potensial listrik, gradien potensial listrik dapat listrik dapat ditentukan. Medan listrik tidak perlu hanya ditimbulkan oleh satu muatan listrik, melainkan dapat pula ditimbulkan oleh lebih dari satu muatan listrik, bahkan oleh distribusi muatan listrik baik yang diskrit maupun kontinu. Contoh-contoh distribusi muatan listrik misalnya: 1. kumpulan titik-titik muatan 2. kawat panjang lurus berhingga dan tak-berhingga 3. lingkaran kawat 4. pelat lebar berhingga atau tak-berhingga 5. cakram tipis dan cincin 6. bentuk-bentuk lain Untuk titik-titik muatan yang tersebar dan berjumlah tidak terlalu banyak, medan listrik pada suatu titik (dan bukan pada salah satu titik muatan) dapat dihitung dengan menjumlahkan vektor medan listrik di titik tersebut akibat oleh masing-masing muatan.

C. Arus Listrik

Arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu.









Roses Supiandi

Gambar 2c arah aliran arus listrik(http:www.wikipedia.org) lis trik(http:www.wikipedia.org)

D. Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik adalah sambungan dari bermacam-macam elemen listrik pasif seperti resistor,kapasitor, resistor,kapasitor, induktor, transformator, sumber tegangan, sumber arus, dan saklar (switch).









Roses Supiandi

Gambar 2e Magnet (http://t1.gstatic.com/images)

Pada tahun 1819, Fisikawan Denmark Hans Oersted menemukan hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan. Ia menemukan bahwa muatan listrik yang bergerak (dalam bentuk arus listrik) dapat menimbulkan medan magnet. Rumus matematika dari medan magnet yang disebabkan oleh kawat berarus listrik ditemukan oleh Andre Ampere beberapa tahun setelah penemuan Oersted . F. Induktor

Induktor merupakan merupakan komponen dalam rangkaian listrik. Induktor disebut disebut juga kumparan. Bila inductor dialiri arus, maka akan terjadi terjadi induksi listrik. Satuan dari induksi induksi listrik adalah adalah Henry. Henry. Induktor Induktor banyak banyak dipakai dipakai dalam elektronika seperti pada transformator.

rangkaian











Roses Supiandi

Satuan dari kapasitansi kapasitor adalah Farad.. Kapasitor terdiri dari dua pelat. Kapasitansi kpasitor bergantung pada luas permukaan pelat, jarak antarpelat, dan bahan yang mengisi antara kedua pelat.

H. Resonansi rangkaian RLC

Bila sebuah kapasitor dihubungkan dengan inductor, lalu dihubungkan dengan arus bolak balik. Saat terjadi resonansi, maka nilai impedansi oleh kapasitor akan sama dengan impedansi oleh inductor, sehingga XL=XC

ωL= 1/ ωC

  Maka akan terjadi resonansi r esonansi bila frekuensinya sebesar:

   √ 









Roses Supiandi

Gambar 2h baterai (http://t0.gstatic.com/)

Bentuk-bentuk baterai

1. batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai) 2. seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai) 3. pasta sebagai elektrolit (penghantar) Baterai yang biasa dijual (disposable /sekali pakai) mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery , yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam. Baterai









Roses Supiandi

BAB III TRANSMISI POWER WIRELESS Teknologi pentransferan energi listrik tanpa kabel atau transmisi power wireless ini sebenarnya sudah lama didemonstrasikan oleh Nicholas Joseph Callan

pada 1836, dengan menggunakan kumparan ( coil) induksi yang terdiri dari dua gulungan kabel yang diisolasi. Kumparan pertama yang dialiri listrik dari baterai menginduksi kumparan kedua yang diletakkan berjauhan Callan menggabungkan hasil penemuan dua ilmuwan sebelumnya, yakni William Sturgeon dan Michael Faraday. Sturgeon menemukan elektromagnet hasil mengaliri kabel yang dilingkarkan pada sebatang besi pada kumparan 1825.









Roses Supiandi

charge menggunakan coupling induktif. Metode ini menggunakan medan magnet

yang secara alami terdapat pada kabel yang dialiri listrik. l istrik.

Gambar 3b Resonansi (http://jayagila.wordpress.com) (ht tp://jayagila.wordpress.com)

Setiap kali arus listrik bergerak melalui seutas kabel, sebuah lingkaran medan magnet tercipta di sekelilingnya. Menggulung kabel menjadi sebuah kumparan akan meningkatkan medan magnet. Semakin banyak putaran kabel









Roses Supiandi

1. Arus listrik berasal dari stopkontak di dinding mengalir melalui rangkaian transmitter di dalam charger yang menghasilkan medan magnet. Dalam transformer, kumparan ini disebut dengan primary winding (gulungan utama) 2. Ketika sikat gigi elektrik/ponsel diletakkan di atas charger, medan magnet yang dihasilkan primary winding menginduksi arus listrik ke dalam kumparan yang ada didalam sikat gigi elektrik/ponsel yang disebut dengan secondary winding gulungan kedua ). Secondary winding ini terhubung

langsung dengan baterai di dalam sikat gigi elektrik. 3. Arus listrik dari secondary winding me- recharge baterai sebagaimana sebuah sikat gigi/ponsel elektrik di-charge. Peralatan elektronik rumah tangga menghasilkan medan magnet yang relatif kecil. Oleh karena itu, charger wireless harus diletakkan berdekatan agar dapat menginduksi arus listrik ke dalam peralatan elektronik tersebut. Medan magnet yang besar dan kuat dapat menginduksi peralatan elektronik dari jarak yang lebih jauh.Tapi, prosesnya akan sangat tidak eﬁsien. Medan magnet yang











Roses Supiandi

tersebut menunjukkan bahwa induksi dapat terjadi jika medan elektromagnet di sekitar kumparan beresonansi pada frekuensi yang sama. Teori tersebut menggunakan kumparan melengkung, yang menyerupai bando, sebagai induktor. Pada kedua ujung kumparan tersebut dipasang piringan kecil yang dapat menyimpan listrik. Piringan ini disebut sebagai kapasitor. Pada saat listrik mengalir, kumparan mulai beresonansi. Frekuensi resonansi kumparan ini diperoleh dari hasil penginduksian kumparan dan piringan kecil. Pada sistem ini, listrik berjalan sepanjang gelombang elektromagnetik, elektromagnetik, dan dapat disalurkan dari satu kumparan ke kumparan lainnya selama mereka memiliki frekuensi resonansi yang sama. Efek yang dihasilkannya sama seperti yang terjadi pada satu terompet yang ditiup dapat menyebabkan terompet ain ikut









Roses Supiandi

BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Prisip kerja dari charger wireless yaitu, 1.

Arus listrik berasal dari stopkontak di dinding mengalir melalui rangkaian transmitter di dalam charger yang menghasilkan medan magnet. Dalam transformer, kumparan ini disebut dengan primary winding (gulungan utama)

2. Ketika sikat gigi elektrik/ponsel diletakkan di atas charger, medan magnet yang dihasilkan primary winding menginduksi arus listrik ke dalam kumparan yang ada didalam sikat gigi elektrik/posel yang disebut dengan secondary









Roses Supiandi

DAFTAR PUSTAKA

Bueche , Frederick J dan Eugene Hecht. 2006. Fisika Universitas edisi X. Jakarta:Erlangga Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika jilid 2 edisi 5.Jakarta:Erlangga. Wireless Electricity. http://jayagila.wordpre Jaya. 2010. Witricity – Wireless http://jayagila.wordpress.com/20 ss.com/2010/01 10/01

/31/ witricity-wireless-electricity/#more-55 witricity-wireless-electricity/#more-556. 6. diakses tanggal 20 Mei 2011

Transfer Listrik Tanpa Kabel

Recommend Documents