Loading...

Rabu, 27 Maret 2013

Kumpulan Rumus-Rumus IPA



1.     Konfersi suhu dalam empat satuan
Terdapat 4 jenis satuan suhu/temperatur yang sering dipakai di seluruh dunia yaitu Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin. Satuan Internasional untuk satuan suhu adalah Kelvin karena pada suhu 0 Kelvin, energi atom berada pada level paling rendah (minimum). Tidak ada lagi kuantum energi yang lebih rendah yang bisa dimilikioleh sebuah atom selain level energi tersebut. Untuk merubah/konversi suhu ke berbagai satuan, Anda dapat menggunakan rumus berikut:

A. Rumus merubah celcius ke kelvin
= Celcius + 273,15

B. Rumus merubah celcius ke reamur
= Celcius x 0,8

C. Rumus merubah reamur ke celcius
= Rheamur x 1,25

D. Rumus merubah celcius ke fahrenheit
= (Celcius x 1,8) + 32

E. Rumus merubah fahrenheit ke celcius
= (Fahrenheit - 32) / 1,8

F. Rumus merubah rheamur ke fahrenheit
= (Rheamur x 2,25) + 32

Yang perlu kita ketahui adalah perbandingan suhu antara celcius, reamur dan fahrenheit adalah 5 : 4 : 9. Khusus untuk farenheit perlu ditambah 32 untuk perubahnnya. Perubahan lain bisa melakukan penyesuaian rumus di atas.
2.      Massa jenis
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).
Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3)
Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.
Rumus untuk menentukan massa jenis adalah
dengan
ρ adalah massa jenis,
m adalah massa,
V adalah volume.
Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3).
1 g/cm3=1000 kg/m3
Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3
Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif'
Rumus massa jenis relatif = Massa bahan / Massa air yang volumenya sama
3.     Kalor
Kalor adalah bentuk energi yang berpindah karena perubahan suhu (Δt).

Kalor jenis

Rumus:

dengan ketentuan:
  • = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
  • = Massa zat (Gram, Kilogram)
  • = Kalor jenis (Joule/kilogram°C, Joule/gram°C, Kalori/gram°C)
  • = Perubahan suhu (°C) → (t2 - t1)
Untuk mencari kalor jenis, rumusnya adalah:

Untuk mencari massa zat, rumusnya adalah:

4.     Kapasitas kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh benda untuk menaikkan suhunya 1°C.
Rumus kapasitas kalor:





dengan syarat:
  • = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
  • = Kapasitas kalor (Joule/°C)
  • = Massa zat (Gram, Kilogram)
  • = Kalor jenis (Joule/kilogram°C, Joule/gram°C, Kalori/gram°C)
  • = Perubahan suhu (°C) → (t2 - t1)
contoh soal: sebuah zat dipanaskan dari suhu 10°C menjadi 35°C. Kalor yang dikeluarkan adalah 5000 Joule. Jika masa zat adalah 20 kg. Berapakah kalor jenis dan kapasitas kalor zat tersebut? Jawab = Diketahui=
          t1 =10°C
          t2 =35°C
          Q  =5000 J
          m  =20 kg
Ditanya = b. Kapasitas kalor (H)
           a. kalor jenis (c)
           delta t = t2-t1
                  = 35°-10°
                  = 25°
        c  = Q:(m*delta t)
        c  = 5000:(20*25)
        c  = 5000: 500
        c  = 10 J/kg C°
 H = m × c
   = 20kg × 10 J/kg C°
   = 200 J/ C°

Kalor lebur


Rumus:

dengan ketentuan:
  • = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
  • = Massa zat (Gram, Kilogram)
  • = Kalor lebur zat (Joule/kilogram, Kilojoule/kilogram, Joule/gram)

Kalor uap

Rumus:

dengan ketentuan:
  • = Kalor yang diterima suatu zat (Joule, Kilojoule, Kalori, Kilokalori)
  • = Massa zat (Gram, Kilogram)
  • = Kalor uap zat (Joule/kilogram, Kilojoule/kilogram, Joule/gram)
Contoh Soal :
Berapa energi kalor yang diperlukan untuk menguapkan 5 Kg air pada titik didihnya, jika kalor uap 2.260.000 Joule/Kilogram ?
Jawab :
Diketahui  : m = 5 Kg
             U = 2.260.000 J/Kg

Ditanyakan : Q =..... ?

Jawab Q = m x U
        = 5 Kg x 2.260.000 J/Kg
        = 11.300.000 J
        = 11,3 x 106 J

Asas Black

Rumus:
Asas Black : Jumlah kalor yang diterima sama dengan jumlah kalor yang dilepas..

 

 

 

5.     Kecepatan

Kecepatan ada besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat benda berpindah. Besar dari vektor ini disebut dengan kelajuan dan dinyatakan dalam satuan meter per sekon (m/s atau ms-1).
Kecepatan biasa digunakan untuk merujuk pada kecepatan sesaat yang didefinisikan secara matematis sebagai:
dimana adalah kecepatan sesaat dan adalah perpindahan fungsi waktu.
Selain kecepatan sesaat, dikenal juga besaran kecepatan rata-rata yang didefinisikan dalam rentang waktu yang tidak mendekati nol.
6.     Hukum gerak Newton
Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abad,[1] dan dapat dirangkum sebagai berikut:
  1. Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.[2][3][4] Berarti jika resultan gaya nol, maka pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak dengan kecepatan konstan (tidak mengalami percepatan).
  2. Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu.
  3. Hukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai aksi dan –F adalah reaksinya.
Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687.[5] Newton menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda fisik maupun sistem.[6] Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan bahwa dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan hukum gravitasi umum, ia dapat menjelaskan hukum pergerakan planet milik Kepler.

7.     Energi kinetis

Energi kinetis dari kereta roller coaster akan maksimum saat berada pada lintasan terendah (dasar).
Energi kinetis atau energi gerak (juga disebut energi kinetik) adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakannya.
Energi kinetis sebuah benda didefinisikan sebagai usaha yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah benda dengan massa tertentu dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan tertentu.
Energi kinetis sebuah benda sama dengan jumlah usaha yang diperlukan untuk menyatakan kecepatan dan rotasinya, dimulai dari keadaan diam.

Sejarah dan etimologi

Kata sifat kinetik berasal dari bahasa Yunani Kuno, κίνησις (kinesis) yang artinya gerak.
Aturan di dalam mekanika klasik yang menyatakan bahwa E mv² pertama kali dikembangkan oleh Gottfried Leibniz dan Johann Bernoulli, yang menyatakan bahwa energi kinetik itu adalah gaya yang hidup, vis viva. Willem 's Gravesande dari Belanda melakukan percobaan untuk membuktikan persamaan ini. Dengan menjatuhkan benda dari ketinggian yang berbeda-beda ke dalam blok tanah liat, 's Gravesande menyatakan bahwa kedalaman pada tanah liat berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan. Émilie du Châtelet menyadari implikasi eksperimen ini dan mempublikasikan sebuah penjelasan.[1]

Mekanika klasik

Benda bertranslasi

Dalam mekanika klasik energi kinetik dari sebuah titik objek (objek yang sangat kecil sehingga massanya dapat diasumsikan di sebuah titik), atau juga benda diam, maka digunakan persamaan:
Keterangan:
energi kinetik translasi
massa benda
Jika satuan menggunakan sistem SI, maka satuan dari massa adalah kilogram, kecepatan dalam meter per detik, dan satuan energi kinetik dinyatakan dalam joule.
Contoh, energi kinetik dari sebuah benda yang bermassa 80 kilogram bergerak dengan kecepatan 18 meter per detik, maka energi kinetiknya adalah
Ek = (1/2) · 80 · 182 J = 12.96 kiloJoule (kJ)
Karena besaran energi kinetik berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya, maka sebuah objek yang kecepatannya meningkat dua kali lipat, maka benda itu mempunyai energi kinetik 4 kali lipat dari semula. Contohnya adalah, sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan 2 kali dari kecepatan mobil lainnya, maka mobil itu juga membutuhkan jarak 4 kali lebih jauh untuk berhenti, diasumsikan besar gaya pengeremannya konstan.
Energi kinetik yang dimiliki suatu benda memiliki hubungan dengan momentumnya dengan persamaan:
keterangan:
adalah momentum
adalah massa benda

Turunan

Usaha yang dilakukan akan mempercepat sebuah partikel selama interval waktu dt, berasal dari perkalian dot antara gaya dan perpindahan:
dimana kita mengasumsikan hubungan p = m v. (Meskipun begitu, lihat juga turunan relativitas khusus di bawah ini.)
Sesuai dengan perkalian dot maka kita akan mendapatkan:
Selanjutnya (dengan mengandaikan massanya sama), maka persamaannya menjadi:
Karena ini adalah total diferensial (hanya bergantung pada keadaan terakhir, bukan bagaimana partikel menuju ke situ), maka kita dapat mengintegralkan persamaan itu dan mendapatkan rumus energi kinetik:
Persamaan ini menyatakan bahwa energi kinetik (Ek) sama dengan integral perkalian dot antara kecepatan (v) dan perubahan momentum suatu benda (p). Diasumsukan bahwa benda itu mulai bergerak tanpa energi kinetik awal (tidak bergerak/diam).

Benda berotasi

Jika suatu benda diam berputar pada garis-garis yang melalui titik pusat massa benda, maka benda itu memiliki energi kinetik rotasi ( ) yang merupakan penjumlahan dari seluruh energi kinetik yang dihasilkan dari bagian-bagian benda yang bergerak, dan persamaannya:
Keterangan:
energi kinetik rotasi
momen inersia benda, sama dengan .

Energi kinetik relativistik pada benda tegar

Pada relativitas khusus, kita harus mengganti rumus untuk momentum linearnya.
Gunakan m untuk massa diam, v dan v untuk kelajuan dan kecepatan objek, dan c untuk kecepatan cahaya pada ruang hampa, kita dapat mengasumsikan untuk momentum linear bahwa momentum: , dengan .
Ingat bahwa , maka kita mendapat:
dengan E0 sebagai konstanta integral. Maka:
Konstanta integral E0 ditemukan dalam penelitian, bahwa ketika dan , sehingga
sehingga rumusnya menjadi:
Keterangan:
energi kinetik relativistik
konstanta transformasi
massa diam benda
Untuk objek relativistik, besar momentumnya adalah:
.

8.     Energi potensial

Gravitasi bumi, salah satu gaya yang menimbulkan energi potensial.
Energi potensial dari kereta roller coaster akan maksimum saat berada pada lintasan tertinggi.
Energi potensial adalah energi yang memperngaruhi benda karena posisi (ketinggian) benda tersebut yang mana kecenderungan tersebut menuju tak lain terkait dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial tersebut. Satuan SI untuk mengukur usaha dan energi adalah Joule (simbol J).
Sebutan "energi potensial" pertama kali dikemukakan oleh seorang teknik dan fisikawan berkebangsaan Skotlandia, William Rankine.[1][2]

Contoh

Contoh sederhana energi ini adalah jika seseorang membawa suatu batu ke atas bukit dan meletakkannya di sana, batu tersebut akan mendapat energi potensial gravitasi. Jika kita meregangkan suatu pegas, kita dapat mengatakan bahwa pegas tersebut membesar & memanjang berarti pegas tersebut mendapatkan energi potensial elastik.
Berbagai jenis energi dapat dikelompokkan sebagai energi potensial. Setiap bentuk energi ini dihubungkan dengan suatu jenis gaya tertentu yang bekerja terhadap sifat fisik tertentu suatu materi (seperti massa, muatan, elastisitas, suhu, dll). Energi potensial gravitasi dihubungkan dengan gaya gravitasi yang bekerja terhadap massa benda; energi potensial elastik terhadap gaya elastik yang bekerja terhadap elastisitas objek yang berubah bentuk; energi potensial listrik dengan gaya Coulomb; gaya nuklir kuat atau gaya nuklir lemah yang bekerja terhadap muatan elektrik pada objek; energi potensial kimia, dengan potensial kimia pada suatu konfigurasi atomik atau molekular tertentu yang bekerja terhadap struktur atomik atau molekular zat kimia yang membentuk objek dan juga energi potensial termal dengan gaya elektromagnetik yang berhubungan dengan suhu objek.

Energi potensial elastis

Pegas digunakan untuk menyimpan energi potensial elastis
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Energi potensial elastis
Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya adalah busur panah) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau kompresi. Akibatnya adalah akan ditimbulkannya gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika tekanan/renggangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik.

Kalkulasi dari energi potensial elastis

Energi potensial elastis tersimpan di dalam pegas yang direnggangkan dapat dihitung dengan menemukan usaha yang diperlukan untuk merenggangkan pegas tersebut sejauh x dari panjang asli pegas sebelum direnggangkan:
sebuah pegas ideal akan mengikuti aturan Hukum Hooke:
Usaha yang dilakukan (dan energi potensial yang tersimpan) dapat dinyatakan dalam:
Satuannya adalah Joule.
Persamaan ini sering digunakan dalam perhitungan posisi kesetimbangan mekanis. Persamaan lainnya dapat dilihat di energi potensial elastis.

9.     Tekanan hidrostatik

Sevolume kecil fluida pada kedalaman tertentu dalam sebuah bejana akan memberikan tekanan ke atas untuk mengimbangi berat fluida yang ada di atasnya. Untuk suatu volume yang sangat kecil, tegangan adalah sama di segala arah, dan berat fluida yang ada di atas volume sangat kecil tersebut ekuivalen dengan tekanan yang dirumuskan sebagai berikut
dengan (dalam satuan SI),
P adalah tekanan hidrostatik (dalam pascal);
ρ adalah kerapatan fluida (dalam kilogram per meter kubik);
g adalah percepatan gravitasi (dalam meter per detik kuadrat);
h adalah tinggi kolom fluida (dalam meter)
10.  Cepat Rambat Gelombang
Cara  Mengukur Cepat Rambat Gelombang
Panjang satu gelombang atau panjang gelombang sama dengan jarak yang ditempuh oleh sebuah gelombang dalam satu periode. Panjang gelombang disimbolkan dengan l (dibaca Lambda) dan satuannya meter.
 
Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan untuk satu gelombang. Periode gelombang dinyatakan dengan lambang T dan satuannya sekon.
Frekuensi gelombang adalah jumlah gelombang yang terjadi dalam satu sekon.
Frekuensi gelombang dinyatakan dengan lambang f dan satuannya hertz.
Cepat Rambat Gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh sebuah gelombang dalam waktu satu sekon. Cepat rambat gelombang dinyatakan dengan lambang v satuannya  m/s

Hubungan antara panjang gelombang, periode, frekuensi, dan cepat rambat gelombang dituliskan sebagai berikut:
Keterangan: v    = cepat rambat gelombang  (m/s)
                 l  = panjang gelombang         (m)
                 f        = frekuensi                        (Hz)
                       = Periode                          (s)
Contoh  soal:
1.    Diketahui sebuah gelombang seperti pada gambar.
Tentukan:
a.    Periode,
b.    Frekuensi,
c.    Amplitudo!
Jawab:
a.    Periode
Gambar di atas terdiri dari3 puncak dan 2 lembah berarti 2,5 gelombang.
2,5 gelombang = 0,4 sekon
1 gelombang =          = 0,4 sekon
Jadi,  periodenya adalah 0,4 sekon
b.    Frekuensi
    
Jadi, frekuensinya adalah 2,5 Hz
c.    Amplitudo
Dari gambar terlihat bahwa simpangan terjauhnya adalah 5 cm. Jadi, amplitudonya adalah 5 cm.

11.  Hubungan Titik Fokus, Jarak Benda, dan Jarak Bayangan

Untuk mengetahui hubungan antara titik fokus (f), jarak benda (s0) dan jarak bayangan (s1) pada cermin, dapat diperoleh dengan melakukan percobaan. Bedasarkan hasil percobaan, diperole bahwa nilai 1/s0 + 1/s1 tetap. Nilai ini sama dengan 1/f. Jadi pada cermin lengkung (cekung dan cembung) berlaku:

Keterangan:
f = jarak fokus
s0 = jarak benda ke cermin
s1 = jarak bayangan ke cermin

Perbesaran merupakan perbandingan jarak bayangan terhadap cermin dengan jarak benda terhadap cermin atau perbandingan tinggi bayangan terhadap tinggi benda. Perbesaran dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
M = perbesaran
h0 = tinggi benda
h1 = tinggi bayangan
12.       Pembesaran pada lensa
Perbesaran optik adalah rasio antara ukuran nyata dari sebuah objek (atau ukuran dalam gambar) dan ukuran yang benar, dan dengan demikian itu adalah angka berdimensi.
Linear atau perbesaran transversal Untuk gambar nyata, seperti gambar yang diproyeksikan pada layar, ukuran dimensi linier berarti (diukur, misalnya, dalam milimeter atau inci).
Perbesaran sudut Untuk instrumen optik dengan Lensa mata seorang, dimensi linear dari gambar terlihat pada lensa mata (gambar virtual dalam jarak tak terhingga) tidak dapat diberikan, sehingga ukuran berarti sudut subtended oleh objek pada titik fokus (ukuran sudut .) Sebenarnya, orang harus mengambil tangen dari sudut yang (dalam praktek, ini membuat perbedaan hanya jika sudut lebih besar dari beberapa derajat). Jadi, perbesaran sudut didefinisikan sebagai hi,
mana sudut subtended oleh objek pada titik fokus depan tujuan dan sudut subtended oleh gambar pada titik fokus lensa mata bagian belakang.

13.        Hukum Coulomb

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.
Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya [1]. Interaksi antara benda-benda bermuatan (tidak hanya titik muatan) terjadi melalui gaya tak-kontak yang bekerja melampaui jarak separasi [2]. Adapun hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa arah gaya pada masing-masing muatan terletak selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut [3]. Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik [4].
14.        Kuat Medan Listrik
Kuat Medan Listrik adalah besaran yang menyatakan gaya coloumb per satuan muatan di suatu titik.
Misalnya di titik P, Lihat gambar.
-         Jika titik P di beri muatan , maka muatannya dinamakan muatan penguji (q), dan selalu bermuatan positif
-         Q = Sumber muatan
-         Arah Kuat Medan Listrik (E),  searah dengan arah gaya (F)
Secara matematik kuat medan Listrik dirumuskan :
atau 
Karena Besar gaya Columb antara muatan sumber Q dan muatan uji q, maka Rumus Kuat Medan Listrik adalah sebagai berikut :
dengan :  E = kuat medan listrik (N/C)
Q = muatan sumber     (C)
r = jarak muatan uji trhadap muatan sumber (m)
k = konstanta = =9×109 Nm2/C2
ε0 = permitivitas listrik vakum = 8,85 . 10-12 C2/Nm2

15.       Kuat Arus Listrik

Posted on by fisikanyaman2
Kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap satuan waktu. Arah arus listrik (I) yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah gerak elektron.
Keterangan :
I   = Kuat arus listrik yang mengalir (A)
Q = Muatan listrik (C)
t   = Waktu (s)
Contoh soal :
Jika sebuah kawat penghantar listrik dialiri muatan listrik sebesar 360 C dalam waktu 1 menit, maka berapa besarnya arus yang mengalir ?
Diketahui: Q = 360 C
t = 1 menit = 60 s
Maka kuat arus listrik ( I ) adalah ….


16.        Hukum Ohm
Hokum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya.[1][2] Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya.[1] Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah.[1]
Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:[3][4]
Dimana :
Hukum ini dicetuskan oleh George Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827. [5]
17.        Rangkaian Seri
Rangkaian Seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri). Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.

Rangkaian seri


Jumlah hambatan total rangkaian seri sama dengan jumlah hambatan tiap- tiap komponen (resistor).

18.       Rangkaian parallel

Rangkaian Paralel adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara berderet (paralel). Lampu yang dipasang di rumah umumnya merupakan rangkaian paralel. Rangakain listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama. Semua komponen satu sama lain tersusun paralel. Hal inilah yang menyebabkan susunan paralel dalam rangkaian listrik menghabiskan biaya yang lebih banyak (kabel penghubung yang diperlukan lebih banyak). Selain kelemahan tersebut, susunan paralel memiliki kelebihan tertentu dibandingkan susunan seri. Adapun kelebihannya adalah jika salah satu komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tetap berfungsi sebagaimana mestinya
Gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel disebut rangkaian seri-paralel (kadang disebut sebagai rangkaian campuran atau rangkaian kombinasi).

Rangkaian paralel


.
Jumlah kebalikan hambatan total rangkaian paralel sama dengan jumlah dari kebalikan hambatan tiap- tiap komponen (resistor).

19.        Daya listrik

Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam sirkuit listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (joule/detik).
Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dengan hambatan listrik menimbulkan kerja. Peranti mengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas (seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik (motor listrik), dan suara (loudspeaker). Listrik dapat diperoleh dari pembangkit listrik atau penyimpan energi seperti baterai.

Perumusan matematis daya listrik

Dalam rangkaian listrik

Daya listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, sesuai nama fisikawan Britania James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.

di mana
adalah daya (watt atau W)
adalah arus (ampere atau A)
adalah perbedaan potensial (volt atau V)
Sebagai contoh, lampu dengan daya 8 watt yang dipasang pada voltase (beda potensial) 220 V akan memerlukan arus listrik sebesar 0,0363636 A atau 36,3636 mA :
.
Hukum Joule dapat digabungkan dengan hukum Ohm untuk menghasilkan dua persamaan tambahan
di mana
adalah hambatan listrik (Ohm atau Ω).
sebagai contoh:
dan


20.        Energi listrik

.Energi listrik adalah energi akhir yang dibutuhkan bagi peralatan listrik/energiyang tersimpan dalam arus listrik untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain. Energi yang dihasilkan dapat berasal dari berbagai sumber, seperti air, minyak, batu bara, angin, panas bumi, nuklir, matahari, dan lainnya. Energi ini besarnya dari beberapa Joule sampai ribuan hingga jutaan Joule

21.        Gaya Lorentz

Kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B
Gaya Lorentz adalah gaya (dalam bidang fisika) yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet, B. Arah gaya ini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet, B, seperti yang terlihat dalam rumus berikut:
di mana
F adalah gaya (dalam satuan/unit newton)
B adalah medan magnet (dalam unit tesla)
q adalah muatan listrik (dalam satuan coulomb)
v adalah arah kecepatan muatan (dalam unit meter per detik)
× adalah perkalian silang dari operasi vektor.
Untuk gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh arus listrik, I, dalam suatu medan magnet (B), rumusnya akan terlihat sebagai berikut (lihat arah gaya dalam kaidah tangan kanan):
di mana
F = gaya yang diukur dalam unit satuan newton
I = arus listrik dalam ampere
B = medan magnet dalam satuan tesla
= perkalian silang vektor, dan
L = panjang kawat listrik yang dialiri listrik dalam satuan meter.

22.        Efisiensi Transformator

Posted by Ngabidin .
Transformator atau trafo tidak pernah ideal. Jika trafo digunakan, selalu timbul energi kalor. Dengan demikian, energi listrik yang masuk pada kumparan primer selalu lebih besar dari pada energi yang keluar pada kumparan sekunder. Akibatnya, daya primer lebih besar daripada daya sekunder.

Berkurangnya daya dan energi listrik pada sebuah trafo ditentukan oleh besarnya efisiensi trafo.
Perbandingan antara daya sekunder dengan daya primer atau hasil bagi antara energi sekunder dengan energi primer yang dinyatakan dengan persen disebut efisiensi trafo. Efisiensi trafo dinyatakan dengan η . Besar efisiensi trafo dapat dirumuskan sebagai berikut.





Tidak ada komentar:

Poskan Komentar