Belajar Asik Tentang Listrik Dinamis

Belajar Asik Tentang Listrik Dinamis

Listrik dinamis adalah aliran listrik yang dapat berubah-ubah dan dapat bergerak. Listrik yang bergerak ini disebut dengan arus listrik. Terdapat dua jenis arus listrik, yaitu arus listrik sarah atau DC dan arus listrik bolak-balik atau AC. Dalam hal listrik dinamis, juga terdapat rumus-rumus perhitungannya. Besaran yang digunakan dalam listrik dinamis adalah yang terdapat dalam hukum ohm.

Pengertian dan istilah dalam listrik dinamis

Listrik dinamis adalah aliran partikel yang bermuatan dalam bentuk arus listrik yang dapat menghasilkan energi listrik. Listrik ini dapat mengalir karena adanya perbedaan pada titik yang berpotensi lebih tinggi dan titik yang berpotensi lebih rendah dalam suatu rangkaian yang tertutup.

Arus listrik yang bergerak berasal dari aliran elektron yang mengalir dari kutub negatif menuju kutub positif yang mengalir terus menerus, dari potensial yang tinggi menuju potensial rendah karena adanya perbedaan tegangan.

Listrik dinamis juga memiliki hambatan. Hambatan listrik disebut juga dengan resistor, adalah komponen yang berfungsi mengatur besar kecilnya arus listrik yang mengalir melalui sebuah rangkaian. Besaran resistor ini disebut dengan resistensi. Resistensi memiliki satuan Ohm. Ohm diambil dari nama seorang fisikawan Jerman bernama Georg Simon Ohm yang merupakan penemu hubungan langsung antara arus listrik yang dihasilkan dengan beda potensial. Resistensi diukur dengan sebuah alat ukur yang disebut dengan ohmmeter.

Setiap jenis bahan memiliki kadar resistensi yang berbeda-beda. Untuk itu, berdasarkan pada sifat resistivitasnya, suatu jenis bahan terbagi menjadi tiga, yaitu konduktor, isolator, dan semikonduktor.

Baca juga : Amplitudo

  1. Konduktor

Bahan jenis ini adalah bahan yang paling baik dalam menghantarkan arus listrik. Hal ini karena bahan konduktor memiliki hambatan yang kecil, sehingga dapat menghantarkan listrik dengan baik. Bahan-bahan ini contohnya adalah besi, tembaga, perak, dan alumunium. Bahan ini adalah bahan yang paling banyak digunakan dalam kelistrikan.

  1. Isolator

Bahan jenis ini memiliki hambatan yang besar, sehingga tidak dapat menghantarkan listrik. Sehingga, bahan ini seringkali digunakan sebagai pelindung barang-barang yang bersifat konduktor. Bahan isolator diantaranya adalah kayu dan plastik.

  1. Semikonduktor

Bahan semi konduktor adalah bahan yang dapat bersifat sebagai konduktor maupun isolator. Sifat konduktor ini diatur dengan cara menambahkan material lain dan memberikan tegangan listrik pada bahan tersebut. Contoh dari bahan semi konduktor adalah karbon, germanium, dan silikon.

Hukum Ohm

Hukum ohm adalah suatu rumus yang dipakai dalam menghitung besaran dalam arus listrik. Hukum Ohm menyatakan bahwa perbedaan tegangan pada penghantar berbanding lurus dengan jumlah arus yang melewatinya. Konstanta yang menghubungkan proporsionalitas antara tegangan dan arus, disebut resisten.

Baca juga : Sel Hewan dan Fungsinya

Arus listrik merupakan aliran dari elektron. Jadi, arus listrik adalah hasil dari muatan yang mengalir melalui suatu area per satuan waktu. Kuat arus listrik disimbolkan dengan I dengan satuan ampere (A), sehingga rumus yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik pada listrik dinamis adalah:

I= Q / t

I = kuat arus listrik (A)

Q = jumlah muatan listrik (coloumb)

Alat yang digunakan untuk mengukur listrik dinamis

  1. Ohmmeter

Ohmmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur resistansi suatu aliran listrik.

  1. Ammeter

Alat ini digunakan untuk mengukur arus listrik. Hambatan yang terhubung dengan ammeter harus berjumlah sangat rendah, karena ammeter selalu terhubung dengan rangkaian listrik. Apabila suatu ammeter terhubung secara paralel, sangat mungkin ammeter ini akan terbakar.

Listrik dinamis merupakan jenis lain dari suatu rangkaian listrik selain listrik statis. Listrik ini dapat menghantarkan arus pada objek listrik lain, namun bergantung pada sifat bahan yang dijadikan objek. Ketika bahan tersebut adalah konduktor, maka listrik akan dapat tersalurkan dengan baik.

Amplitudo : Mempelajari Gelombang Fisika

Amplitudo : Mempelajari Gelombang Fisika

Amplitudo adalah jarak atau simpangan terjauh dari titik keseimbangan dalam gelombang sinusoide. Dalam sistem internasional, amplitudo biasa disimbolkan dengan A dan memiliki satuan meter (m).  Dalam definisi yang lain, amplitudo adalah suatu pengukuran skalar yang non negatif dari besaran osilasi sebuah gelombang.  Amplitudo yang dijelaskan tadi adalah amplitudo dalam bidang fisika. Berbeda lagi dengan amplitudo yang terdapat dalam dunia musik. Amplitudo dalam musik didefinisikan sebagai volume sinyal audio. Gelombang amplitudo diukur dari jarak garis tengah. Hasil dari pengukuran ini disebut dalam satuan desibel.

Jenis amplitudo

Amplitudo memiliki banyak jenis, diantaranya adalah gelombang pembawa (carier), sinyal informasi analog, frequency modulation, phase modulation, amplitude modulation, dan lainnya. Namun, secara garis besar terdapat 3 jenis amplitudo utama, diantaranya adalah:

  1.     Memiliki pengukuran skala non negatif dari besar osilasi suatu gelombang
  2.     Memiliki perbedaan jarak terjauh dari titik keseimbangan yang ada dalam gelombang sinusoidal
  3.     Memiliki simpangan paling besar dan paling jauh dari titik keseimbangan dalam suatu gelombang dan suatu getaran

Istilah yang berhubungan dengan perhitungan amplitudo

Dalam perhitungan amplitudo, terdapat beberapa istilah yang khas, diantaranya adalah Nilai puncak ke puncak, nilai puncak, nilai rata-rata, nilai root mean square.

  1. Nilai Puncak ke Puncak

Seperti namanya, nilai ini adalah nilai dari puncak ke puncak suatu amplitudo. Nilai ini sangat penting karena untuk menunjukkan ekskursi maksimal pada suatu gelombang. Nilai inilah yang digunakan untuk mengetahui perpindahan bagian mesin karena adanya getaran. Inilah yang digunakan untuk mengetahui tegangan maksimal pada mesin.

  1. Nilai Puncak

Nilai puncak digunakan untuk menunjukkan tingkat guncangan pada durasi yang sebentar. Jadi nilai puncak ini yang dapat menunjukkan tingkat maksimum getaran pada satu titik waktu tertentu.

  1. Nilai Rata-Rata

Nilai rata-rata memperhitungkan getaran berdasarkan suatu periode tertentu secara garis besar. Namun dianggap terbatas karena perhitungan nilai negatif pada gelombang sinusoidal getaran yang seolah meniadakan.

  1. Nilai Root Mean Square (RMS)

Ini adalah perhitungan yang paling tepat dalam menghitung amplitudo. Hal ini karena dengan nilai root mean square juga memperhitungkan waktu dan mengkuadratkan nilai negatif pada getaran sinusoidal. Hal ini memberikan nilai amplitudo yang lebih tepat.

Rumus Amplitudo

Terdapat beberapa rumus amplitudo yang perlu diketahui, yaitu

  1.     Rumus amplitudo simpangan periode getaran adalah T = t/n
  2.     Rumus frekuensi getaran Amplitudo adalah F = n/t
  3.     Rumus hubungan antara frekuensi dan periode adalah T = 1/f atau f = 1/T

T = Periode

f = Frekuensi (Hz)

t = Waktu (s)

n = Jumlah perputaran

Frekuensi adalah  jumlah sedikit banyaknya getaran yang terjadi pada waktu kurang lebih satu detik. Satuan dari frekuensi adalah Hertz. Ketika tidak ada gaya yang bekerja pada suatu benda maka akan menciptakan kesetimbangan, dengan kata lain kesetimbangan akan tercapai ketika benda dalam keadaan diam.

Amplitudo adalah bagian terpenting dalam getaran. Penting untuk mengetahui amplitudo suatu getaran agar bisa memanfaatkan getaran dengan cara yang tepat, misalnya untuk mengetahui kedalaman lautan, satelit buatan, bunyi speaker, kedokteran, tanaman, siaran radio, dan berbagai alat kesehatan lainnya. Gelombang ternyata memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari-hari. Gelombang banyak digunakan dalam teknologi-teknologi canggih yang dapat menunjang kehidupan manusia bahkan memberikan kemudahan. Untuk itu, memahami materi dan perhitungan tentang gelombang dapat menjadi bekal yang baik untuk mengembangkan teknologi yang lain.

Uraian Terkait Benda Padat

Uraian Terkait Benda Padat

Benda padat merupakan salah satu dari tiga jenis benda yang memiliki partikel penyusun yang sangat rapat serta teratur. Karakter benda ini solid dan tetap karena gaya tarik diantara para partikel benda tersebut sangat kuat. Karena sifatnya yang solid dan tetap, kelompok benda ini bahkan dimanfaatkan sebagai tempat untuk menampung jenis benda lain yakni benda cair dan benda gas.

Berbeda dengan benda cair, benda ini tidak bergantung pada wadah dan tidak mengalami perubahan ketika dipindahkan. Sebenarnya tidak semua kelompok materi padat memiliki sifat kaku, keras, dan berat namun ada juga yang memiliki sifat ringan, lentur dan lunak seperti karet dan kapas.

Cara pembentukan dan sifat yang dimiliki benda padat

Terdapat 2 jenis materi padat dilihat dari perbedaan susunan partikelnya, pertama adalah Kristal yakni yang partikelnya tersusun dengan rapi serta teratur. Contohnya adalah es, intan, sebagian logam, dsb. Kedua adalah Amorf, yakni yang partikelnya tersusun secara abstrak atau acak. Biasanya Amorf memiliki tekstur dan tampilan yang elastis atau kenyal dan mengkilap. Contoh benda ini adalah lilin, kaca, plastic, karet, dsb.

Kelompok benda dapat dibedakan hanya dengan melihatnya secara kasat mata, namun demikian masing-masing jenis benda tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda. Diantara sifat benda padat tersebut adalah:

Baca juga : Benda Cair

  • Memiliki gaya tarik menarik yang sangat kuat diantara molekulnya
  • Molekul atau partikel penyusunnya tidak dapat bergerak dengan bebas dan tidak mudah dipisahkan, teratur dan juga rapat atau saling berdekatan
  • Memiliki volume dan massa tetap, namun dapat dirubah dengan cara tertentu seperti dipotong. Perubahan massa dan volume juga akan berpengaruh terhadap perubahan bentuk
  • Bentuknya tetap dan tidak berubah mengikuti wadahnya
  • Pola pergerakan partikel individunya hanya bergetar dan berputar ditempatnya

Perubahan wujud benda padat

Perubahan wujud benda adalah peristiwa berubahnya bentuk suatu benda menjadi bentuk lain yang berbeda dengan bentuk asalnya. Proses perubahan ini disebabkan oleh penyerapan dan pelepasan kalor atau panas yang diakibatkan oleh pemanasan, pendinginan dan pengembunan. Seperti halnya benda cair yang dapat berubah bentuk melalui proses pembekuan dan penguapan, benda padat juga dapat mengalami perubahan wujud menjadi bentuk lain diantaranya:

  • Mencair

Adalah peristiwa perubahan wujud padat menjadi benda cair, agar materi padat tersebut dapat berubah menjadi cair dibutuhkan energy panas yang memiliki suhu tinggi. Sebagai contoh adalah cokelat dan lilin yang memiliki wujud panas jika dipanaskan menggunakan suhu tinggi maka akan meleleh menjadi bentuk cair.

Baca juga : Besaran Turunan

  • Menyublim

Adalah peristiwa perubahan wujud padat menjadi wujud gas, proses menyublim ini terjadi ketika benda yang memiliki wujud padat menerima kalor atau mengalami pemanasan. Sebagai contoh adalah kapur barus yang memiliki wujud padat dan dibiarkan lama kelamaan akan menyublim dan habis.

Pemuaian pada benda padat

Pemuaian merupakan peristiwa berubahnya dimensi atau ukuran dari suatu benda yang diakibatkan oleh perubahan suhu. Hal ini dapat terjadi ketika suhu mengalami kenaikan, karena ketika suhu bertambah maka kecepatan getar akan mengalami peningkatan sehingga kebutuhan ruang diantara partikelnya juga akan bertambah. Pada benda padat pemuaian dikelompokkan menjadi 3 yaitu:

  1. Pemuaian panjang, peningkatan suhu tersebut membuat benda menjadi lebih panjang. Biasanya terjadi pada benda yang panjang namun tipis.
  2. Pemuaian luas, peningkatan suhu membuat benda menjadi lebih luas dan biasanya terjadi pada benda luas yang tipis contohnya adalah plat logam.
  3. Pemuaian volume, peningkatan suhu menyebabkan peningkatan volume benda dan biasanya terjadi pada logam.
Sifat Benda Cair dan Perubahan Wujudnya

Sifat Benda Cair dan Perubahan Wujudnya

Benda cair merupakan salah satu dari 3 kelompok materi selain padat dan gas yang dibedakan berdasarkan sifat, bentuk serta partikel penyusunnya. Kelompok benda ini banyak ditemukan disekitar kita, 70 persen dari bumi yang kita tempati merupakan air, bahkan 2/3 bagian dari tubuh manusia terdiri dari jenis materi ini. Merupakan benda yang memiliki wujud cairan dan memiliki sifat yang tidak tetap karena molekulnya dapat bergerak dengan bebas serta berubah sesuai bentuk wadahnya.

Sebagai contoh adalah air, jika ditempatkan kedalam botol maka air tersebut akan berbentuk seperti botol namun jika dipindahkan kedalam mangkuk maka air tersebut akan berubah sesuai dengan wadahnya yakni seperti mangkuk. Meski demikian, volume dari air yang dipindahkan ke wadah lain tersebut tetap sama dan tidak ikut berubah.

Sifat-sifat yang dimiliki benda cair

Meski dengan kasat mata kita dapat membedakan kelompok benda termasuk benda cair ataukah benda padat, namun ada beberapa sifat yang melekat pada benda tersebut yang dapat membedakan jenis bendanya yaitu:

  • Bentuk permukaan pada benda cair yang tenang akan selalu datar, sekalipun posisi wadahnya dimiringkan. Sifat inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk membuat waterpass dan dimanfaatkan untuk memeriksa kemiringan bidang atau tanah
  • Benda cair memiliki massa dan cenderung menekan kesegala arah, hal ini terlihat pada pipa yang bocor dan terus meneteskan air
  • Mengalir dari tempat yang memiliki tekanan lebih tinggi menuju ke tempat yang memiliki tekanan lebih rendah. Sifat ini yang dimanfaatkan dalam upaya mengalirkan air ke kamar mandi dan tempat-tempat penampungan air
  • Memiliki sifat kapilaritas, yakni mampu meresap bahkan melalui sela-sela kecil sekalipun. Sifat ini juga banyak berguna bagi kehidupan manusia contohnya adalah pada pembuatan lampu minyak, sumbu kompor, atau pewarnaan kain
  • Jarak antarpartikelnya lebih renggang dan partikelnya dapat bergerak bebas terbatas dengan bentuk yang tidak tetap sesuai dengan wadahnya.

Baca juga : Teori Atom

Beberapa contoh wujud materi ini, yang bisa ditemukan disekeliling kita adalah air, susu cair, bensin, minyak goreng, santan, dan masih banyak lagi.

Perubahan wujud benda cair

Selain berwujud cairan, materi ini juga dapat berubah menjadi wujud lain. Perubahan wujud benda merupakan perubahan wujud suatu benda menjadi wujud yang berbeda disebabkan oleh peristiwa pelepasan dan penyerapan kalor. Peristiwa tersebut terjadi karena adanya pemanasan, pendinginan dan pengembunan.

Terdapat 2 perubahan wujud dari cair menjadi bentuk lain yaitu:

  • Membeku

Adalah peristiwa perubahan wujud benda cair menjadi benda padat dimana zat melepaskan energy panas. Proses pendinginan yang terjadi secara cepat membawa dampak pada temperature kriogenik.

Baca juga : Besaran Turunan

Kriogenik adalah ilmu yang mempelajari benda atau materi dengan temperature yang sangat rendah dibawah minus 150 derajat celcius atau 123 Kelvin. Peristiwa ini akan menyebabkan benda membeku dibawah titik bekunya.

Sebagai contoh adalah air yang diletakkan dan didinginkan dalam lemari es akan membeku dan berubah bentuk menjadi es batu.

  • Menguap

Adalah peristiwa perubahan wujud benda cair menjadi benda gas dimana zat memerlukan atau menyerap energy panas. Peristiwa ini juga biasa disebut dengan evaporasi, yang mana molekul dalam keadaan cair secara spontan berubah menjadi gas. Prosesnya terjadi pada permukaan materi yang berwujud cair yang dapat terjadi pada suhu dibawah titik didih.

Sebagai contoh adalah air yang direbus dalam waktu lama akan mengalami penguapan kemudian habis, atau bensin yang dibiarkan terbuka dalam waktu lama akan berubah menjadi gas.

Penemuan dan Progres Teori Atom

Penemuan dan Progres Teori Atom

Teori atom diungkapkan pertama kali pada awal abad ke-4 sebelum Masehi oleh seseorang yang berasal dari Yunani bernama Democritus. Menurutnya suatu benda dapat dibagi menjadi bagian yang sangat kecil hingga tidak dapat terbagi lagi, yang mana bagian yang tidak dapat terbagi lagi tersebut disebut dengan atom.

Atom tidak memiliki struktur internal, bersifat padat, dan memiliki ruang kosong antar atom yang berguna sebagai ruang pergerakannya. Selain itu atom dibedakan kedalam bentuk, massa dan ukuran guna menjelaskan perbedaan sifat dari material-material yang berbeda. Sayangnya meski mampu menjelaskan bahwa semua benda terdiri dari atom, konsep yang dikembangkan Democritus tidak memiliki bukti eksperimental.

Perkembangan teori-teori atom 

Karena ketidakmampuan model Democritus dalam memberikan bukti eksperimental, pada tahun 1800an berkembanglah teori-teori baru terkait atom yang didasarkan pada hasil eksperimen diantaranya:

  • Teori Atom John Dalton (1803)

Teori Dalton didasarkan pada dua hukum yakni hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum Prouts). Hukum Lavoisier mengatakan massa total zat-zat sebelum reaksi dan hasil reaksi akan selalu sama, sementara hukum Prouts mengatakan perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa selalu tetap. Dari penggabungan dua hukum tersebut diperoleh kesimpulan bahwa:

Baca juga : Besaran Turunan

  • Setiap partikel terdiri dari atom
  • Atom dari unsur yang sama selalu identik, namun atom unsur lain berbeda dengan unsur lainnya
  • Atom tidak dapat dibagi, diciptakan dan dimusnahkan dengan reaksi kimia
  • Senyawa berasal dari gabungan atom dari unsur berbeda dengan perbandingan yang spesifik
  • Teori Atom J.J Thomson (1897)

Teori atom ini lahir dari hasil eksperimen sinar katoda, yang dapat dibelokkan medan magnet atau medan listrik menuju kutub bermuatan positif. Hal ini membuktikan sinar katoda memiliki muatan negative, sehingga Thomson mengambil kesimpulan bahwa atom terdiri dari electron-elektron yang memiliki muatan negatif.

  • Teori Atom Rutherford (1911)

Teori Rutherford diperoleh dari hasil eksperimen hamburan sinar alfa dengan menembakkan partikel α yang memiliki muatan positif kearah lempengan emas tipis, dimana sebagian besar partikelnya mampu menembus lempengan emas dan sebagai lagi mengalami pembelokan atau terpantulkan. Dari eksperimen ini disimpulkan bahwa atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dengan muatan positif di bagian tengah dan dikelilingi oleh electron yang memiliki muatan negative.

  • Teori Atom Bohr (1913)

Teori yang dikemukakan Bohr memperbaiki teori dari Rutherford, dan merupakan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck. Bohr menyatakan bahwa electron mengelilingi inti atom pada orbit yang disebut kulit electron atau tingkat energy.

Baca juga : Cara Membuat Magnet

Tinggi rendahnya orbit bergantung pada tingkat energy dari electron, yang mana electron dengan orbit rendah berarti memiliki energy yang lebih kecil sementara electron dengan orbit tinggi memiliki energy yang lebih besar. Electron dengan orbit paling rendah terletak pada bagian paling dalam dan electron dengan orbit paling tinggi terletak pada bagian paling luar.

  • Teori Atom Modern (akhir abad ke-19 sampai awal abad ke-20)

Banyak ahli yang telah mengembangkan teori atom modern diantaranya adalah seorang ahli dari Jerman bernama Werner Heisenberg dan Erwin Schrindinger. Teori Modern atau teori Mekanika Kuantum menyatakan atom terdiri dari inti atom dan awan electron yang menunjukkan tempat kebolehjadian electron.

Tingkat energy pada electron digambarkan oleh orbital dimana orbital yang memiliki tingkat energy sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Kemudian beberapa sub kulit tersebut akan bergabung membentuk kulit. Teori ini memungkinkan adanya model atom yang lebih lengkap dan rumit dan masih misterius hingga sekarang.