Pada ahari ini kami melakukan ujian harian pertama.
Tampilkan postingan dengan label Adaptif. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Adaptif. Tampilkan semua postingan
Pada hari ini kami diberikan tugas membuat oenjelasan
beserta contohnya mengenai interaksi antar komponen biotic
Pada hari ini kami melanjutkan meteri tentang menentukan
Delta H dengan data energy ikatan
Pada Hai ini kami melanjutkan materi yg kemarin yakni tentang kombinasi,
Letter
Dear Mr.Jamaluddin
i am sorry sir i can't come to following your study because i am sick.
Dear Mr.Jamaluddin
i am sorry sir i can't come to following your study because i am sick.
From Andi Asri Bhr M
BHS INGGRIS
Letter
Dear Mr.Jamaluddin
i am sorry sir i can't come to following your study because i am sick.
Dear Mr.Jamaluddin
i am sorry sir i can't come to following your study because i am sick.
From Andi Asri Bhr M
Pada pertemuan kali ini kami membahas mengenai materi tentang tempat usaha dimana kami menjelaskan kmateri atau menjelaskan materi di hadapan teman-teman kami.
ARUS BOLAK BALIK
Sebelumnya kita telah mempelajari
mengenai listrik arus searah, yaitu arus dan tegangan listrik yang
besarnya dapat dianggap tetap dan mengalir dalam satu arah. Arus searah
yang juga disebut direct current (DC) contohnya dihasilkan oleh baterai.
Pada modul ini akan dibahas mengenai arus bolak-balik atau alternating
current (AC), yaitu arus dan tegangan listrik yang besarnya berubah
terhadap waktu dan dapat mengalir dalam dua arah. Arus bolak-balik
digunakan secara luas untuk penerangan maupun peralatan elektronik
seperti televisi, radio, oven microwave, dan lain-lain. Di Indonesia,
listrik arus bolak-balik disediakan oleh PLN. Pada modul ini, Anda juga
akan mempelajari beberapa komponen-komponen listrik, diantaranya
resistor, induktor, dan kapasitor, serta rangkaian yang menggunakan
komponen-komponen listrik tersebut.
GENERATOR
Generator adalah mesin yang mengubah
energi kinetik (mekanik) menjadi energi listrik. Prinsip kerja generator
adalah menghasilkan arus listrik induksi dengan cara memutar kumparan
dalam suatu medan magnetik.
Berdasarkan jenis ggl induksi atau arus listrik induksi yang dihasilkan maka generator dapat dibedakan atas generator arus bolak-balik (AC) dan generator arus searah (DC). Perbedaan generator arus searah dengan generator arus bolak-balik hanyalah pada cincin luncur (cincin kolektor) yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan dimana generator AC memiliki dua buah cincin yang masing-masing berhubungan dengan tiap ujung kumparan sedangkan generator DC memiliki sebuah cincin yang terbelah di tengahnya yang disebut cincin belah atau komutator.
Generator AC sederhana terdiri dari sebuah kumparan yang diputar dalam suatu medan magnetik seperti gambar yang ditunjukkan gambar 1.2. Untuk melihat bagaimana arus dibangkitkan oleh generator, perhatikan dua sisi vertikal dari kumparan pada gambar tersebut. Agar kumparan berputar berlawanan arah jarum jam maka sisi vertikal kiri harus mengalami gaya F ke depan dan sisi vertikal kanan harus mengalami gaya F ke belakang. Sesuai dengan kaidah telapak tangan untuk gaya magnetik (gaya Lorentz), arus I pada sisi vertikal kiri haruslah ke atas, dan arus I pada sisi vertikal kanan haruslah ke bawah, seperti ditunjukkan pada gambar tersebut. Arah gaya F pada gambar searah dengan arah normal bidang kumparan n. dengan demikian sudut antara arah induksi magnetik B dan arah normal bidang n adalah θ. Dalam generator, perputaran kumparan menyebabkan sudut θ selalu berubah, dan ini menyebabkan fluks magnetik (Ф), yang menerobos bidang kumparan juga berubah. Pada ujung-ujung kawat loop dibangkitkan ggl induksi (ε), yang dapat dihitung dengan persamaan:
ε=-NBA (d cosθ)/dt
Berdasarkan jenis ggl induksi atau arus listrik induksi yang dihasilkan maka generator dapat dibedakan atas generator arus bolak-balik (AC) dan generator arus searah (DC). Perbedaan generator arus searah dengan generator arus bolak-balik hanyalah pada cincin luncur (cincin kolektor) yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan dimana generator AC memiliki dua buah cincin yang masing-masing berhubungan dengan tiap ujung kumparan sedangkan generator DC memiliki sebuah cincin yang terbelah di tengahnya yang disebut cincin belah atau komutator.
Generator AC sederhana terdiri dari sebuah kumparan yang diputar dalam suatu medan magnetik seperti gambar yang ditunjukkan gambar 1.2. Untuk melihat bagaimana arus dibangkitkan oleh generator, perhatikan dua sisi vertikal dari kumparan pada gambar tersebut. Agar kumparan berputar berlawanan arah jarum jam maka sisi vertikal kiri harus mengalami gaya F ke depan dan sisi vertikal kanan harus mengalami gaya F ke belakang. Sesuai dengan kaidah telapak tangan untuk gaya magnetik (gaya Lorentz), arus I pada sisi vertikal kiri haruslah ke atas, dan arus I pada sisi vertikal kanan haruslah ke bawah, seperti ditunjukkan pada gambar tersebut. Arah gaya F pada gambar searah dengan arah normal bidang kumparan n. dengan demikian sudut antara arah induksi magnetik B dan arah normal bidang n adalah θ. Dalam generator, perputaran kumparan menyebabkan sudut θ selalu berubah, dan ini menyebabkan fluks magnetik (Ф), yang menerobos bidang kumparan juga berubah. Pada ujung-ujung kawat loop dibangkitkan ggl induksi (ε), yang dapat dihitung dengan persamaan:
ε=-NBA (d cosθ)/dt
Bila loop diputar dengan kecepatan sudut ω maka θ = ωt, dan persamaan di atas dapat ditulis sebagai:
ε=-NBA (d )/dt(cos〖ωt)〗
ε=NBA ω sinωt
ε=-NBA (d )/dt(cos〖ωt)〗
ε=NBA ω sinωt
Jika ggl induksi maksimum antara ujung-ujung sikat sama dengan ε_m, maka persamaan di atas dapat ditulis sebagai:
ε=ε_m sin〖ωt=〗 NBA ω sinωt
ε=ε_m sin〖ωt=〗 NBA ω sinωt
Dengan ggl maksimum, ε_m, diberikan oleh:
ε_m=NBAω
ε_m=NBAω
Dengan ε = ggl induksi sesaat, ε_m = ggl
induksi maksimum, ω = kecepatan sudut putar dari loop dan t = lama loop
telah berputar. Nyata bahwa ggl induksi yang dihasilkan pada loop
berubah terhadap waktu setiap satu periode T=2π/ω.
ARUS DAN TEGANGAN BOLAK BALIK
Arus dan tegangan bolak-balik adalah arus
dan tegangan yang nilainya selalu berubah terhadap waktu secara
periodik. Besaran seperti ini disebut arus dan tegangan bolak-balik atau
AC (Alternating Current). Apabila pada arus searah Anda dapat
mengetahui nilai dan tegangannya yang selalu tetap. Maka, pada arus
bolak-balik Anda akan dapat mengetahui nilai maksimum yang dihasilkan
dan frekuensi osilasi yang dihasilkan oleh sumbernya. Arus dan tegangan
listrik bolak-balik berbentuk sinusoida seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 1.3 berikut.
Secara matematis, arus dan tegangan listrik bolak-balik tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut:
V=V_m sinωt= V_m sin〖2Ï€ft= V_m sin〖2Ï€ t/T〗 〗
V=V_m sinωt= V_m sin〖2Ï€ft= V_m sin〖2Ï€ t/T〗 〗
I=I_m sinωt= I_m sin〖2Ï€ft= I_m sin〖2Ï€ t/T〗 〗
Dimana:
V = tegangan sesaat (V)
I = arus sesaat (A)
Vm = tegangan maksimum (V)
Im = arus maksimum (A)
f = frekuensi (Hz)
T = periode (s)
t = waktu (s)
ωt = sudut fase (radian atau derajat)
V = tegangan sesaat (V)
I = arus sesaat (A)
Vm = tegangan maksimum (V)
Im = arus maksimum (A)
f = frekuensi (Hz)
T = periode (s)
t = waktu (s)
ωt = sudut fase (radian atau derajat)
Hubungan amplitudo tegangan atau arus
bolak-balik dengan sudut fase dapat dinyatakan secara grafik dalam
diagram fasor. Fasor adalah suatu vektor yang berputar berlawanan arah
putaran jarum jam terhadap titik asal dengan kecepatan sudut ω. Fasor
suatu besaran dilukiskan sebagai suatu vektor yang besar sudut putarnya
terhadap sumbu horizontal (sumbu x) sama dengan sudut fasenya. Nilai
maksimum besaran tersebut adalah sama dengan panjang fasor, sedangkan
nilai sesaatnya adalah proyeksi fasor pada sumbu vertikal (sumbu y).
Berikut adalah gambar diagram fasor untuk arus dan tegangan yang sudut
fasenya sama (sefase) serta gambar fungsi waktu dari arus dan tegangan
tersebut.
Sesungguhnya arus dan tegangan
bolak-balik bukanlah besaran vektor, melainkan besaran skalar.
Penggambaran arus dan tegangan bolak-balik sebagai fasor adalah untuk
mempermudah analisis rangkaian arus bolak-balik yang lebih rumit.
NILAI RATA-RATA DAN NILAI EFEKTIF
Nilai rata-rata arus bolak-balik adalah
kuat arus bolak-balik yang nilainya setara dengan kuat arus searah untuk
memindahkan sejumlah muatan listrik yang sama dalam waktu yang sama.
Arus rata-rata dinyatakan dengan:
I_r= (2I_m)/Ï€
I_r= (2I_m)/Ï€
Sedangkan tegangan rata-rata dinyatakan dengan:
V_r= (2V_m)/Ï€
V_r= (2V_m)/Ï€
Nilai efektif arus dan tegangan
bolak-balik ialah arus dan tegangan bolak-balik yang setara dengan arus
dan tegangan searah untuk menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika
melalui suatu resistor dalam waktu yang sama. Secara matematis, hubungan
antara arus dan tegangan efektif dengan arus dan tegangan maksimum
dinyatakan dengan:
I_ef= I_m/√2 atau I_m= I_ef √2
I_ef= I_m/√2 atau I_m= I_ef √2
V_ef= V_m/√2 atau v_m= V_ef √2
Contoh Soal
Jala-jala listrik di rumah mempunyai
tegangan 220 volt. Sebuah alat listrik dengan hambatan 50 ohm dipasang
pada jala-jala tersebut. Hitunglah:
Nilai efektif dan maksimum tegangan
Nilai efektif dan maksimum arus listrik yang mengalir
Penyelesaian:
Tegangan hasil pengukuran adalah nilai efektif, jadi Vef = 220 volt dan R = 50 Ω
Vef = 220 volt
Vmax = V_ef √2=220√2 volt
Nilai efektif dan maksimum tegangan
Nilai efektif dan maksimum arus listrik yang mengalir
Penyelesaian:
Tegangan hasil pengukuran adalah nilai efektif, jadi Vef = 220 volt dan R = 50 Ω
Vef = 220 volt
Vmax = V_ef √2=220√2 volt
Gunakan hukum Ohm untuk menentukan kuat arus.
I_ef=V_ef/R=220/50=4,4 A
I_m=V_m/R=(220√2)/50=22/5 √2 A
I_ef=V_ef/R=220/50=4,4 A
I_m=V_m/R=(220√2)/50=22/5 √2 A
Sebuah generator AC menghasilkan tegangan sebagai fungsi waktu sebagai berikut: V=200√2 sin〖50t volt.〗 Hitunglah:
Tegangan maksimum
Tegangan puncak ke puncak
Tegangan efektif
Frekuensi angular
Periode
Frekuensi
Tegangan pada saat 0,01Ï€ sekon
Penyelesaian:
Bandingkan persamaan umum tegangan dengan persamaan yang diketahui:
V=V_m sinωt volt
V=200√2 sin〖50t volt〗
V_m=200√2 volt
Tegangan puncak ke puncak sama dengan dua kali tegangan maksimum
Vpp = 2Vm = 2 . 200√2 volt = 400√2 volt
V_ef=V_m/√2=(200√2)/√2=200 volt
ω=50 rad/s
ω=2Ï€/T → T=2Ï€/ω=2Ï€/50=Ï€/25 s
f=1/T=1/(Ï€⁄25)=25/Ï€ Hz
V pada t = 0,01 π sekon:
V=200√2 sin50t=200√2 sin〖50 (0,01Ï€)〗
V=200√2 sin〖0,5Ï€=200√2 sin〖〖90〗^o=〗 〗 200√2 volt
Tegangan maksimum
Tegangan puncak ke puncak
Tegangan efektif
Frekuensi angular
Periode
Frekuensi
Tegangan pada saat 0,01Ï€ sekon
Penyelesaian:
Bandingkan persamaan umum tegangan dengan persamaan yang diketahui:
V=V_m sinωt volt
V=200√2 sin〖50t volt〗
V_m=200√2 volt
Tegangan puncak ke puncak sama dengan dua kali tegangan maksimum
Vpp = 2Vm = 2 . 200√2 volt = 400√2 volt
V_ef=V_m/√2=(200√2)/√2=200 volt
ω=50 rad/s
ω=2Ï€/T → T=2Ï€/ω=2Ï€/50=Ï€/25 s
f=1/T=1/(Ï€⁄25)=25/Ï€ Hz
V pada t = 0,01 π sekon:
V=200√2 sin50t=200√2 sin〖50 (0,01Ï€)〗
V=200√2 sin〖0,5Ï€=200√2 sin〖〖90〗^o=〗 〗 200√2 volt
Alat Ukur Tegangan dan Arus Bolak-Balik
Tegangan dan arus listrik bolak-balik
diukur dengan voltmeter AC dan amperemeter AC (seperti terlihat pada
gambar 1.5). Dengan menggunakan alat ukur voltmeter atau amperemeter AC
besaran yang terukur adalah nilai rms (root mean squere) = akar
rata-rata kuadrat arus = ; = rata-rata dari atau nilai efektif dari
tegangan atau arus. Secara umum hasil pengukuran tegangn (V) dan arus
(I) dapat ditulis sebagai berikut:
I=(Penunjukan jarum)/(Skala maksimum)×Batas ukur maksimum
I=(Penunjukan jarum)/(Skala maksimum)×Batas ukur maksimum
V=(Penunjukan jarum)/(Skala maksimum)×Batas ukur maksimum
Contoh Soal
Sebuah amperemeter AC digunakan untuk
mengukur kuat arus bolak-balik sehingga jarum amperemeter menunjukkan
angka seperti pada gambar di samping. Tentukanlah:
Nilai efektif
Nilai maksimum
Nilai rata-rata arus bolak-balik
Nilai efektif
Nilai maksimum
Nilai rata-rata arus bolak-balik
Penyelesaian:
Kawat rangkaian listrik dihubungkan dengan terminal arus 0 A dan 10 A, artinya batas ukur maksimum amperemeter 10 A. Skala amperemeter adalah 0 sampai dengan 50, sehingga jika jarum amperemeter menunjukkan angka 50 maka hasil pengukuran adalah maksimum, 10 A.
Penunjukkan amperemeter adalah nilai efektif sehingga:
I_ef=40/50×10=8 A
Nilai maksimum I_m=I_ef √2=8√2 A
Nilai rata-rata I_r=(2I_m)/Ï€=(2×8√2)/Ï€=16/Ï€ √2 A
Kawat rangkaian listrik dihubungkan dengan terminal arus 0 A dan 10 A, artinya batas ukur maksimum amperemeter 10 A. Skala amperemeter adalah 0 sampai dengan 50, sehingga jika jarum amperemeter menunjukkan angka 50 maka hasil pengukuran adalah maksimum, 10 A.
Penunjukkan amperemeter adalah nilai efektif sehingga:
I_ef=40/50×10=8 A
Nilai maksimum I_m=I_ef √2=8√2 A
Nilai rata-rata I_r=(2I_m)/Ï€=(2×8√2)/Ï€=16/Ï€ √2 A
Untuk melihat bentuk tegangan atau arus
sinusoidal yang dihasilkan oleh sumber bolak-balik dapat digunakan alat
ukur osiloskop (Lihat gambar 1.6). Sumbu vertikal menunjukkan nilai
tegangan atau arus yang dihasilkan oleh sumber bolak-balik dan sumbu
horizontalnya menunjukkan waktu. Dari monitor osiloskop dapat ditentukan
nilai maksimum dari tegangan atau arus listriknya dan dari sumbu
horizontal dapat ditentukan periode atau frekuensi dari sumber
bolak-baliknya. Monitor dari sebuah osiloskop terbagi-bagi menjadi
baris-baris dan kolom-kolom sehingga membentuk sebuah kotak.
Perhatikan gambar berikut!
Jika sumbu vertikal diatur pada tegangan 2 V/cm, waktu dalam arah horizontal menunjukkan 10 ms/cm dan tiap kotak memiliki ukuran 1 cm × 1 cm. Tentukanlah:
a. tegangan maksimum sumber AC;
b. frekuensi sumber AC.
Penyelesaian:
a. Dari gambar dapat dilihat tegangan dari puncak ke puncak
Jadi, tegangan maksimumnya 4 volt.Jika sumbu vertikal diatur pada tegangan 2 V/cm, waktu dalam arah horizontal menunjukkan 10 ms/cm dan tiap kotak memiliki ukuran 1 cm × 1 cm. Tentukanlah:
a. tegangan maksimum sumber AC;
b. frekuensi sumber AC.
Penyelesaian:
a. Dari gambar dapat dilihat tegangan dari puncak ke puncak
b. Periode dari gelombang sinusoidal yang dihasilkan adalah:
Frekuensi getarnya
Jadi besar frekuens sumber AC tersebut adalah 25 Hz.
RESISTOR, INDUKTOR DAN KAPASITOR DALAM RANGKAIAN AC
GEJALA PERALIHAN PADA INDUKTOR
Tinjau rangkaian RL–seri yang dihubungkan
dengan baterei ε melalui sakelar S, seperti dalam Gambar 2 (a). Gambar 2
(b) menggambarkan beberapa contoh induktor dalam berbagai bentuk dan
ukuran yang tersedia di pasaran. Induktor berperilaku mirip massa yang
selalu menghambat gerakan, maka induktor juga selalu melawan perubahan
tegangan. Pada saat sakelar disambungkan maka dalam rangkaian terjadi
perubahan tegangan, di sinilah perlawanan induktor akan teramati.
Perilakunya berbeda dengan resistor. Hubungkan sakelar S ke a, berarti
rangkaian RL–seri tersambung dengan baterei ε, sehingga arus mengalir
dalam rangkaian dan memenuhi hukum kedua Kirchhoff:
ε= V_L+ V_R=L di/dt+iR
L di/dt= ε-iR
ε= V_L+ V_R=L di/dt+iR
L di/dt= ε-iR
Sesuaikan ruas kiri hingga mendapatkan
bentuk integral dx/x. Kemudian lakukan integral dengan batas waktu saat t
= 0 adalah saat sakelar ditutup dan nilai arus i(0) = 0. Sedangkan saat
t detik dari saat sakelar ditutup nilai arus listrik pada rangkaian
adalah i(t).
ln〖((ε-iR)/ε)= -R/L t〗
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan tersebut yaitu:
e^(ln((ε-iR)/ε) )= ((ε-iR)/ε)=1-iR/ε=e^(-Rt/L)
i(t)= ε/R (1-e^(-Rt/L) )
ln〖((ε-iR)/ε)= -R/L t〗
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan tersebut yaitu:
e^(ln((ε-iR)/ε) )= ((ε-iR)/ε)=1-iR/ε=e^(-Rt/L)
i(t)= ε/R (1-e^(-Rt/L) )
Jika persamaan diatas digambarkan dalam
bentuk grafik arus terhadap waktu, diperoleh Gambar 3. Persamaan 1
menggambarkan arus pada rangkaian RL–seri sebagai fungsi waktu yaitu
merupakan proses penyimpanan energi baterei ε menjadi energi magnetik
dalam induktor, dari persamaan tersebut terlihat bahwa nilai maksimum
arus dalam rangkaian i(t) = ε/R dicapai pada t = ∞.
Nilai arus i(t) memerlukan waktu Ï„ = L/R
bertepatan dengan nilai arus [1– (1/e)] dari nilai arus saat dimulainya
proses (t = 0). Sedangkan nilai maksimum arus pada rangkaian yaitu I =
ε/R, dapat tercapai dalam waktu t » Ï„, seperti pada Gambar 3. Jika
sakelar S pada gambar 2 dipindah ke titik b, berarti baterei dilepas
dari rangkaian RL–seri, persamaan hukum kedua Kirchhoff menjadi:
V_L+V_R=0
L di/dt+iR=0
di/t=-R/L dt
V_L+V_R=0
L di/dt+iR=0
di/t=-R/L dt
Integralkan persamaan tersebut dengan
batas awal t = 0 sesuai dengan i(0) = ε/R sampai dengan saat t detik
dengan arus pada induktor i(t), diperoleh :
ln[(i(t))/(ε⁄R)]=-R/L t
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan:
e^ln[(i(t))/(ε⁄R)] =(i(t))/[ε⁄R] =e^(-R/L t)
i(t)=ε/R e^(-Rt/L)
ln[(i(t))/(ε⁄R)]=-R/L t
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan:
e^ln[(i(t))/(ε⁄R)] =(i(t))/[ε⁄R] =e^(-R/L t)
i(t)=ε/R e^(-Rt/L)
Persamaan 4 menggambarkan arus pada
induktor berubah terhadap waktu bila baterei dilepas dari rangkaian RL
dari kondisi arus awal pada induktor adalah arus maksimum i(0) = ε/R.
Nilai arus pada induktor akan terus menurun secara ekponensial, dari
persamaan tersebut terlihat bahwa i(t) = 0 dicapai pada t = ∞.
GEJALA TRANSIEN PADA KAPASITOR
Biasanya pengertian kapasitor adalah dua
bahan logam yang berbentuk identik yang kedua luas permukaannya dapat
berhadapan secara simetris mengikuti arah medan listrik, sehingga
memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik. Namun kenyataanya
konduktor tunggalpun memiliki kapasitansi yang merupakan ukuran daya
tampung muatan. Artinya konduktor tunggal pun mampu menampung muatan
listrik. Contoh benda berbentuk bola dapat diberi muatan karena bentuk
simetri lainnya dianggap berada di tak hingga. Kapasitor yang tersedia
di pasar dapat ditunjukkan dalam berbagai jenis dan ukuran seperti
gambar di atas. Simbol untuk kapasitor digambarkan seperti gambar
berikut.
Kapasitansi didefinisikan sebagai:
C=Q/∆V
C=Q/∆V
Artinya, daya tampung muatan pada suatu
kapasitor bergantung pada beda potensial diantara kedua keping yang
berhadapan secara simetris. Nilai beda potensial ini bergantung pada
bentuk fisik dan ukuran serta jarak antara kedua keping. Hampir semua
komponen dalam rangkaian listrik memiliki kapasitansi, misal kabel,
kawat maupun resistor. Satuan SI untuk menyatakan kapasitansi adalah F
(farad), namun karena satuan ini terlalu besar untuk keperluan sehari
hari digunakan mikrofarad (ditulis μF = 10–6F), nanofarad (ditulis nF =
10–9F) dan pikofarad (ditulis pF = 10–12F).
Gambar 1.10 menunjukkan hubungan antara bentuk fisik dan arah medan listrik pada kapasitor berbentuk keping.
RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Pada dasarnya, komponen-komponen
rangkaian listrik menunjukkan karakteristik yang berbeda ketika
dihubungkan dengan sumber tegangan searah dan ketika dihubungkan dengan
sumber tegangan bolak-balik. Karena itu, karakteristik rangkaian arus
searah berbeda dengan karakteristik rangkaian arus bolak-balik dan salah
satu perbedaan tersebut berkaitan dengan fase antara tegangan dan arus.
Pada umumnya, semua rangkaian listrik mempunyai hambatan, kapasitas, dan induktansi meskipun pada rangkaian tersebut tidak terdapat resistor, kapasitor, dan induktor. Akan tetapi nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut tergantung pada jenis komponen yang terdapat dalam rangkaian, dan mungkin pada keadaan tertentu nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut dapat diabaikan, sedangkan pada keadaan lain mungkin tidak dapat diabaikan. Secara teoritis dapat dianggap bahwa rangkaian listrik terdiri dari rangkaian resistif, rangkaian induktif, dan rangkaian kapasitif
RANGKAIAN RESISTIFPada umumnya, semua rangkaian listrik mempunyai hambatan, kapasitas, dan induktansi meskipun pada rangkaian tersebut tidak terdapat resistor, kapasitor, dan induktor. Akan tetapi nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut tergantung pada jenis komponen yang terdapat dalam rangkaian, dan mungkin pada keadaan tertentu nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut dapat diabaikan, sedangkan pada keadaan lain mungkin tidak dapat diabaikan. Secara teoritis dapat dianggap bahwa rangkaian listrik terdiri dari rangkaian resistif, rangkaian induktif, dan rangkaian kapasitif
Rangkaian resistif merupakan rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan resistor yang mempunyai hambatan R dan nilai kapasitas (C) maupun induktansi (L) rangkaian tersebut diabaikan. Perhatikan sebuah rangkaian arus bolak-balik yang terdiri dari sebuah resistor dan generator AC seperti gambar berikut ini:
Tegangan pada resistor VR sama dengan tegangan generator sehingga untuk rangkaian resistif dapat ditulis:
V_R=V_m sinωt
I_R=V_m/R sinωt= I_m sinωt
Dengan demikian akan berlaku juga hubungan sebagai berikut:
I_m=V_m/R
I_ef=V_ef/R
Karena rangkaian resistif dianggap tidak mempunyai induktansi dan
kapasitas, maka rangkaian resistif tidak dipengaruhi oleh perubahan
medan magnet di sekitarnya. Berdasarkan hal tersebut, maka pada
rangkaian resistif, arus dan tegangan bolak-balik mempunyai fase yang
sama atau beda fasenya nol.
RANGKAIAN INDUKTIF
Rangkaian induktif merupakan rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan induktor yang mempunyai induktansi L dan nilai-nilai hambatan (R) maupun kapasitas (C) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut:
Rangkaian induktif merupakan rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan induktor yang mempunyai induktansi L dan nilai-nilai hambatan (R) maupun kapasitas (C) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut:
Arus yang mengalir pada rangkaian
induktif murni berubah terhadap waktu yang memenuhi persamaan I=I_m
sin〖ωt,〗 sehingga pada induktor terinduksi gaya gerak listrik yang
memenuhi persamaan:
ε_ind=-L dI/dt=-L d(I_m sinωt )/dt
Karena pada rangkaian induktif, hambatan
rangkaian (R) dan kapasitasnya (C) diabaikan, maka tidak ada penurunan
potensial (IR) pada induktor, sehingga tegangan sumber V sama dengan
gaya gerak listrik induksi 〖-ε〗_ind= V_L, yaitu:
V=-ε_ind atau V = VL
V_m sinωt= L dI/dt → dI=V_m/L sin〖ωt dt〗
∫▒〖dI= ∫▒〖V_m/L sin〖ωt dt〗 〗〗
I=-V_m/ωL cos〖ωt, dimana cos ωt= -〖sin(〗〖ωt-Ï€/2)〗 〗
I=V_m/ωL sin (ωt-Ï€/2)= I_m 〖 sin〗(ωt-Ï€/2)
I=V_m/ωL sin (ωt-Ï€/2)= I_m 〖 sin〗(ωt-Ï€/2)
Jadi pada rangkaian induktif arus listrik
mempunyai fase yang berbeda dengan tegangan. Sesuai dengan persamaan I
dan V di atas, maka beda fase antara arus dan tegangan pada rangkaian
induktif adalah ∅=Ï€/2. Dalam hal ini, pada rangkaian induktif, tegangan
(V) mendahului arus (I) dengan beda fase sebesar π/2 atau 90o.
Meskipun pada rangkaian induktif tidak terdapat resistor, tetapi pada rangkaian ini terdapat sebuah besaran yang mempunyai sifat yang sama dengan hambatan listrik, yaitu reaktansi induktif, yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
Meskipun pada rangkaian induktif tidak terdapat resistor, tetapi pada rangkaian ini terdapat sebuah besaran yang mempunyai sifat yang sama dengan hambatan listrik, yaitu reaktansi induktif, yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
X_L=ωL=2πfL
Dengan:
X_L = reaktansi induktif (Ω)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
f = frekuensi sumber AC (Hz)
L = induktansi induktor (H)
Dengan:
X_L = reaktansi induktif (Ω)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
f = frekuensi sumber AC (Hz)
L = induktansi induktor (H)
RANGKAIAN KAPASITIF
Rangkaian kapasitif adalah rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan kapasitor yang mempunyai kapasitas C dan nilai-nilai hambatan (R) dan induktansi (L) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut ini:
Rangkaian kapasitif adalah rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan kapasitor yang mempunyai kapasitas C dan nilai-nilai hambatan (R) dan induktansi (L) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut ini:
Pada rangkaian kapasitif murni, tegangan
yang dipasang pada kapasitor berubah terhadap waktu sesuai dengan
persamaan V=V_m sin〖ωt,〗 sehingga muatan yang tersimpan pada kapasitor
memenuhi persamaan berikut:
Q=CV=C(V_m sinωt )=CV_m sinωt
Sehingga arus listrik pada kapasitor ditentukan sebagai berikut:
I=dQ/dt=d(CV_m sinωt )/dt
I=ωC V_m cosωt
I=ωC V_m sin〖(ωt+Ï€/2)= I_m 〗 sin(ωt+Ï€/2)
Sesuai dengan persamaan I dan V di atas,
maka pada rangkaian kapasitif, arus mempunyai beda fase sebesar ∅=Ï€/2
dengan tegangan. Dalam hal ini, arus mendahului tegangan dengan beda
fase sebesar π/2 atau 90o.
Seperti juga pada rangkaian induktif, maka pada rangkaian kapasitif terdapat sebuah besaran reaktansi yang disebut reaktansi kapasitif dan besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
Seperti juga pada rangkaian induktif, maka pada rangkaian kapasitif terdapat sebuah besaran reaktansi yang disebut reaktansi kapasitif dan besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
X_C=1/ωC=1/2πfC
Dengan:
X_C = reaktansi kapasitif (Ω)
C = kapasitas kapasitor (F)
Dengan:
X_C = reaktansi kapasitif (Ω)
C = kapasitas kapasitor (F)
Contoh Soal
Sebuah rangkaian arus bolak-balik yang
bersifat induktif murni terdiri dari induktor dengan induktansi L = 25
mH dan sumber tegangan AC dengan tegangan efektif 150 V. berapakah:
Reaktansi induktifnya
Kuat arus efektif rangkaian jika frekuensi sumber 50 Hz.
Reaktansi induktifnya
Kuat arus efektif rangkaian jika frekuensi sumber 50 Hz.
Penyelesaian:
X_L=ωL=2Ï€fL=2Ï€(50)(25×〖10〗^(-3) )=7,85 Ω
I_ef=V_ef/X_L =150/7,85=19,1 A
X_L=ωL=2Ï€fL=2Ï€(50)(25×〖10〗^(-3) )=7,85 Ω
I_ef=V_ef/X_L =150/7,85=19,1 A
Sebuah kapasitor 8 μF dihubungkan dengan
sebuah sumber tegangan AC yang tegangan efektifnya 150 V dan
frekuensinya f = 50 Hz. Berapakah:
Reaktansi kapasitif
Arus efektif di dalam rangkaian
Reaktansi kapasitif
Arus efektif di dalam rangkaian
Penyelesaian:
X_C=1/ωC=1/2Ï€fC=1/(2Ï€(50)(8×〖10〗^(-6)))=397,89 Ω
I_ef=V_ef/X_C =150/397,89=0,38 A
X_C=1/ωC=1/2Ï€fC=1/(2Ï€(50)(8×〖10〗^(-6)))=397,89 Ω
I_ef=V_ef/X_C =150/397,89=0,38 A
RANGKAIAN SERI R-L-C
Pada kegiatan belajar sebelumnya telah
dibahas bagaimana pengaruh resistor, induktor, dan kapasitor yang
dihubungkan secara terpisah dengan sebuah sumber arus bolak-balik I=I_m
sinωt. Sekarang akan ditinjau, apa yang akan terjadi jika ketiga elemen
tersebut dihubungkan secara seri, yang sering disebut rangkaian seri
RLC seperti gambar di atas.
HUBUNGAN VR, VL, VC, DAN V PADA RANGKAIAN SERI RLC
Untuk menentukan hubungan VR, VL, dan VC
digunakan diagram fasor. Perhatikan bahwa karena ketiga elemen
berhubungan seri, maka arus yang mengalir melalui semua elemen sama
besar, yaitu I=I_m sinωt. Dengan kata lain arus bolak-balik di semua
titik pada rangkaian seri RLC memiliki nilai maksimum dan fase yang
sama. Akan tetapi tegangan pada masing-masing elemen akan memiliki nilai
dan fase yang berbeda. Tegangan pada resistor VR sefase dengan arus I,
tegangan pada induktor VL mendahului arus π/2 rad atau 90o, dan tegangan
pada kapasitor tertinggal dari arus π/2 rad atau 90o. Dengan demikian
dapat ditulis:
V_R=I_m R sinωt= V_mR sinωt
V_L=I_m X_L 〖sin 〗〖(ωt〗+〖90〗^o)= V_mL sin〖 (ωt〗+〖90〗^o)
V_C=I_m X_C sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)= V_mC sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)
V_R=I_m R sinωt= V_mR sinωt
V_L=I_m X_L 〖sin 〗〖(ωt〗+〖90〗^o)= V_mL sin〖 (ωt〗+〖90〗^o)
V_C=I_m X_C sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)= V_mC sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)
Jika ditetapkan sudut ωt pada sumbu x,
maka diagram fasor untuk arus I, tegangan VR, VL, dan VC akan tampak
seperti gambar berikut.
Sesuai dengan hukum Kirchoff, tegangan
antara ujung-ujung rangkaian seri RLC, yaitu VAB = V adalah jumlah fasor
antara VR, VL, dan VC. penjumlahan fasor tersebut menghasilkan besar
tegangan total, yaitu:
V=√(V_R^2+(V_L-V_C )^2 )
Tampak jelas pada gambar bahwa beda sudut fase antara arus dan tegangan θ memenuhi hubungan:
tan〖θ=(V_L-V_C)/V_R 〗
IMPEDANSI RANGKAIAN SERI R-L-C
Pada rangkaian DC umumnya hanya akan
ditemukan satu macam hambatan yaitu resistor murni R, nilai hambatan
total dari beberapa resistor yang terhubung secara seri adalah
penjumlahan secara aljabar (skalar) masing-masing hambatan tersebut.
Pada rangkaian AC, terdapat resistor, induktor, dan kapasitor dalam rangkaian. Efek hambatan total yang dihasilkan oleh R, XL, dan XC dalam rangkaian AC disebut impedansi (Z). Nilai Z tidak dapat dihitung dengan penjumlahan aljabar (skalar) seperti pada arus searah. Untuk menentukan nilai Z digunakan persamaan berikut:
V=√(V_R^2+(V_L-V_C )^2 )
IZ=√((IR)_^2+(〖IX〗_L-〖IX〗_C )^2 )
IZ=I√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Z=√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Pada rangkaian AC, terdapat resistor, induktor, dan kapasitor dalam rangkaian. Efek hambatan total yang dihasilkan oleh R, XL, dan XC dalam rangkaian AC disebut impedansi (Z). Nilai Z tidak dapat dihitung dengan penjumlahan aljabar (skalar) seperti pada arus searah. Untuk menentukan nilai Z digunakan persamaan berikut:
V=√(V_R^2+(V_L-V_C )^2 )
IZ=√((IR)_^2+(〖IX〗_L-〖IX〗_C )^2 )
IZ=I√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Z=√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Beda sudut fase antara kuat arus I dengan tegangan V adalah:
tan〖θ=(V_L-V_C)/V_R 〗=(〖IX〗_L-〖IX〗_C)/IR
tan〖θ=(X_L-X_C)/R〗
Dengan menggunakan kedua persamaan di atas dapat dibuat diagram fasor untuk impedansi seperti tampak pada gambar berikut.
Contoh Soal
Rangkaian R-L-C seri dengan R = 80 ohm,
XL = 100 ohm, dan Xc =40 ohm. Rangkaian ini dihubungkan dengan tegangan
bolak-balik dengan tegangan efektif 220 V. Tentukanlah:
a. impedansi rangkaian;
b. arus efektif yang mengalir pada rangkaian;
c. tegangan efektif antara ujung-ujung induktor.
a. impedansi rangkaian;
b. arus efektif yang mengalir pada rangkaian;
c. tegangan efektif antara ujung-ujung induktor.
Penyelesaian:
Impedansi rangkaian
Impedansi rangkaian
Arus efektif pada seluruh rangkaian
Tegangan efektif antara ujung-ujung induktor
RESONANSI PADA RANGKAIAN R-L-C
Resonansi pada rangkaian seri R-L-C
terjadi ketika XL = XC. Keadaan ini menyebabkan impedansi rangkaian Z
memiliki harga minimum yang bernilai sama dengan hambatan murni R.
Adapun arus dalam rangkaian menjadi maksimum. Garis singgung antara
kurva Z dan garis linear R merupakan titik terjadinya frekuensi
resonansi. Di titik tersebut besaran Z bernilai minimum. Perhatikan
gambar berikut.
Saat terjadinya resonansi,
Oleh karena , maka diperoleh frekuensi resonansi
Rangkaian resonansi dapat dijumpai pada
rangkaian penala, caranya dengan mengubah-ubah frekeunsi melalui
kondensator variabel. Jika frekuensinya sesuai, frekuensi gelombang
radio akan di tangkap.
Contoh Soal
Pada frekuensi berapakah sebuah rangkaian R-L-C seri yang dihubungkan bertegangan bolak-balik akan beresonansi. Apabila R = 80 ohm, L = 1 henry, dan C = 1 F?
Penyelesaian:
Diketahui
R = 80 ohm
L = 1 henry
C = 1 F = 10-6 F
Ditanyakan: f = …?
Jawab:
Frekuensi resonansi terjadi jika:
Oleh karena , maka diperoleh frekuensi resonansiPada frekuensi berapakah sebuah rangkaian R-L-C seri yang dihubungkan bertegangan bolak-balik akan beresonansi. Apabila R = 80 ohm, L = 1 henry, dan C = 1 F?
Penyelesaian:
Diketahui
R = 80 ohm
L = 1 henry
C = 1 F = 10-6 F
Ditanyakan: f = …?
Jawab:
Frekuensi resonansi terjadi jika:
Jadi besar frekuensi resonansinya adalah Hz.
DAYA PADA ARUS LISTRIK BOLAK-BALIK
Induktor dan kapasitor yang terpasang
pada rangkaian arus bolak-balik membutuhkan tambahan energi listrik.
Daya yang diserap dalam rangkaian resistif (Z) besarnya adalah
Dan dalam rangkaian R-L-C seri adalahc
Persamaan di atas disebut juga sebagai daya semu. Adapun daya yang sesungguhnya atau daya rata-rata adalah
Keterangan
= beda fase antara arus dan tegangan
Cos = faktor daya
Contoh Soal
Sebuah rangkaian seri R–L-C dengan R = 30 Ω, L = 0,6 H dan C = 500 F dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik yang memiliki V = 300 sin 100t Volt. Tentukan:
Impedansi rangkaian
Daya rata-rata yang diserap rangkaian
Sebuah rangkaian seri R–L-C dengan R = 30 Ω, L = 0,6 H dan C = 500 F dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik yang memiliki V = 300 sin 100t Volt. Tentukan:
Impedansi rangkaian
Daya rata-rata yang diserap rangkaian
Penyelesaian:
Diketahui:
R = 30 Ω
L = 0,6 H
C = 500 F = 500 x 10-6 F = 5 x 10-4 F
V = 300 sin 100t Volt
Ditanyakan:
Z = …?
P = …?
Jawab:
Dari tegangan V = 300 sin 100 t Volt, didapatkan:
Vm = 300
= 100
Beda sudut fase
Impedansi rangkaianDiketahui:
R = 30 Ω
L = 0,6 H
C = 500 F = 500 x 10-6 F = 5 x 10-4 F
V = 300 sin 100t Volt
Ditanyakan:
Z = …?
P = …?
Jawab:
Dari tegangan V = 300 sin 100 t Volt, didapatkan:
Vm = 300
= 100
Beda sudut fase
XL = .L = 100 . 0,6 = 60 Ω
Sehingga:
Daya rata-rata yang diserap rangkaian adalah
Sehingga:Jadi besar daya rata-rata yang diserap adalah 540 W.
TRANSFORMATOR
Apakah transformator itu? Dalam kehidupan
sehari-hari tentunya kamu sering mendengar atau mungkin telah
menggunakan transformator. Transformator adalah alat yang digunakan
untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari satu nilai tertentu
menjadi nilai yang diinginkan.
Transformator atau trafo terdiri dari
pasangan kumparan primer dan sekunder yang terpisah dan dililitkan pada
inti besi lunak. Kumparan primer berfungsi sebagai input dan kumparan
sekunder berfungsi sebagai output. Prinsip dasar cara kerja
transformator adalah hukum induksi Faraday. Kumparan primer dihubungkan
ke suatu sumber arus bolak-balik yang besar arus listriknya senantiasa
berubah terhadap waktu. Arus pada kumparan primer ini bekerja
seolah-oleh mengalirkan atau memutuskan arus searah secara
berulang-ulang sehingga terjadi perubahan garis-garis gaya magnet yang
memotong kumparan sekunder. Akibatnya, timbul GGL induksi dalam kumparan
sekunder yang berfungsi sebagai output dengan mengalirkan arus listrik
induksi. Dengan menentukan jumlah lilitan yang
sesuai untuk tiap kumparan, dapat dihasilkan GGL kumparan sekunder yang berbeda dengan GGL pada kumparan primer.
Hubungan antara tegangan dengan jumlah lilitan kumparan pada sebuah transformator dapat ditulis secara matematis sebagai berikut.
dengan:sesuai untuk tiap kumparan, dapat dihasilkan GGL kumparan sekunder yang berbeda dengan GGL pada kumparan primer.
Hubungan antara tegangan dengan jumlah lilitan kumparan pada sebuah transformator dapat ditulis secara matematis sebagai berikut.
Vs = tegangan sekunder (volt)
Vp = tegangan primer (volt)
Ns = lilitan sekunder (lilitan)
Np = lilitan primer (lilitan)
Contoh Soal
Sebuah tarfo step-up kumparan primernya terdiri atas 50 lilitan dan kumparan sekundernya 100 lilitan. Jika tegangan primernya 110 V, berapakah tegangan pada kumparan sekundernya?
Sebuah tarfo step-up kumparan primernya terdiri atas 50 lilitan dan kumparan sekundernya 100 lilitan. Jika tegangan primernya 110 V, berapakah tegangan pada kumparan sekundernya?
Penyelesaian
Diketahui:
Np = 50 lilitan
Ns= 100 lilitan
Vp = 110 V
Ditanyakan: Vs = ?
Jawab:
Jadi, tegangan pada kumparan sekunder adalah 220 V.Diketahui:
Np = 50 lilitan
Ns= 100 lilitan
Vp = 110 V
Ditanyakan: Vs = ?
Jawab:
Persamaan Trafo untuk Transformator Ideal
Apakah jumlah energi yang masuk sama
dengan jumlah energi yang keluar? Menurut hukum kekekalan energi,
apabila transformator itu adalah transformator ideal maka jumlah energi
yang masuk ke dalam sebuah transformator sama dengan jumlah energi yang
keluar dari transformator itu. Akibatnya, daya listrik yang ada pada
kumparan primer (Pp) adalah sama dengan daya listrik yang ada pada
kumparan sekunder (Ps). Dengan demikian, secara matematis dapat ditulis:
Pp = Ps
Karena Pp = Vp Ip dan Ps = Vs Is, maka:
Vp Ip = Vs Is
Keterangan:
Pp = daya pada kumaparan primer (watt)
Ps = daya pada kumparan sekunder (watt)
Pp = daya pada kumaparan primer (watt)
Ps = daya pada kumparan sekunder (watt)
Contoh Soal
Sebuah trafo step-down dihubungakan dengan sumber tegangan 220 V. Trafo ini digunakan untuk menyalakan lampu bertegangan 10 V. Jika kuat arus listrik yang melalui lampu 4 A, berapakah kuat arus listrik yang melalui kumparan primer?
Sebuah trafo step-down dihubungakan dengan sumber tegangan 220 V. Trafo ini digunakan untuk menyalakan lampu bertegangan 10 V. Jika kuat arus listrik yang melalui lampu 4 A, berapakah kuat arus listrik yang melalui kumparan primer?
Penyelesaian:
Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 10 V
Is = 4 A
Ditanyakan: Ip =….. ?
Jawab:
Vp Ip = Vs Is
Jadi, arus listrik yang melewati kumparan primer adalah 0,182 A.Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 10 V
Is = 4 A
Ditanyakan: Ip =….. ?
Jawab:
Vp Ip = Vs Is
Efisiensi Transformator
Inti transformator terbuat dari
pelat-pelat besi. Ketika suatu tegangan bolak-balik dihubungkan pada
transformator maka akan dihasilkan garis-garis gaya magnet yang selalu
berubah. Hal ini dapat menyebabkan timbulnya arus pusat pada inti
tarnsformator. Inti transformator terbuat dari besi yang bersifat
sebagai penghantar yang memiliki hambatan listrik sehingga timbul
kehilangan energi dalam bentuk kalor. Selain itu, kumparan primer dan
sekunder yang terbuat dari kawat tembaga dan bersifat sebagai penghantar
dengan nilai hambatan listrik tertentu juga menimbulkan kehilangan
energi dalam bentuk kalor. Dalam transformator selalu timbul kalor
sehingga energi listrik yang keluar dari transformator selalu lebih
kecil daripada energi listrik yang masuk ke transformator. Sebagian
energi listrik itu berubah menjadi kalor. Keadaan ini merupakan sesuatu
yang tidak dapat dihindarkan.
Efisiensi transformator didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik yang keluar dari transformator dengan daya listrik yang masuk ke transformator.
Transformator adalah alat atau mesin yang sangat efisien. Efisiensi transformator dapat mencapai 99%.Efisiensi transformator didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik yang keluar dari transformator dengan daya listrik yang masuk ke transformator.
Contoh Soal
Sebuah tarnsformator memiliki tegangan primer 220 V dan tegangan sekunder 110 V. Apabila kuat arus yang mengalir melalui tegangan primer sebesar 0,2 A, ternyata kuat arus yang mengalir pada kumparan sekunder menjadi 0,3 A. Berapakah efisiensi transformator itu?
Jawaban:
Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 110 V
Ip = 0,2 A
Is = 0,3 A
Ditanyakan: = ….. ?
Jawab:
Sebuah tarnsformator memiliki tegangan primer 220 V dan tegangan sekunder 110 V. Apabila kuat arus yang mengalir melalui tegangan primer sebesar 0,2 A, ternyata kuat arus yang mengalir pada kumparan sekunder menjadi 0,3 A. Berapakah efisiensi transformator itu?
Jawaban:
Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 110 V
Ip = 0,2 A
Is = 0,3 A
Ditanyakan: = ….. ?
Jawab:
Jadi, efisiensi transformator adalah 75%.
FISIKA
ARUS BOLAK BALIK
Sebelumnya kita telah mempelajari
mengenai listrik arus searah, yaitu arus dan tegangan listrik yang
besarnya dapat dianggap tetap dan mengalir dalam satu arah. Arus searah
yang juga disebut direct current (DC) contohnya dihasilkan oleh baterai.
Pada modul ini akan dibahas mengenai arus bolak-balik atau alternating
current (AC), yaitu arus dan tegangan listrik yang besarnya berubah
terhadap waktu dan dapat mengalir dalam dua arah. Arus bolak-balik
digunakan secara luas untuk penerangan maupun peralatan elektronik
seperti televisi, radio, oven microwave, dan lain-lain. Di Indonesia,
listrik arus bolak-balik disediakan oleh PLN. Pada modul ini, Anda juga
akan mempelajari beberapa komponen-komponen listrik, diantaranya
resistor, induktor, dan kapasitor, serta rangkaian yang menggunakan
komponen-komponen listrik tersebut.
GENERATOR
Generator adalah mesin yang mengubah
energi kinetik (mekanik) menjadi energi listrik. Prinsip kerja generator
adalah menghasilkan arus listrik induksi dengan cara memutar kumparan
dalam suatu medan magnetik.
Berdasarkan jenis ggl induksi atau arus listrik induksi yang dihasilkan maka generator dapat dibedakan atas generator arus bolak-balik (AC) dan generator arus searah (DC). Perbedaan generator arus searah dengan generator arus bolak-balik hanyalah pada cincin luncur (cincin kolektor) yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan dimana generator AC memiliki dua buah cincin yang masing-masing berhubungan dengan tiap ujung kumparan sedangkan generator DC memiliki sebuah cincin yang terbelah di tengahnya yang disebut cincin belah atau komutator.
Generator AC sederhana terdiri dari sebuah kumparan yang diputar dalam suatu medan magnetik seperti gambar yang ditunjukkan gambar 1.2. Untuk melihat bagaimana arus dibangkitkan oleh generator, perhatikan dua sisi vertikal dari kumparan pada gambar tersebut. Agar kumparan berputar berlawanan arah jarum jam maka sisi vertikal kiri harus mengalami gaya F ke depan dan sisi vertikal kanan harus mengalami gaya F ke belakang. Sesuai dengan kaidah telapak tangan untuk gaya magnetik (gaya Lorentz), arus I pada sisi vertikal kiri haruslah ke atas, dan arus I pada sisi vertikal kanan haruslah ke bawah, seperti ditunjukkan pada gambar tersebut. Arah gaya F pada gambar searah dengan arah normal bidang kumparan n. dengan demikian sudut antara arah induksi magnetik B dan arah normal bidang n adalah θ. Dalam generator, perputaran kumparan menyebabkan sudut θ selalu berubah, dan ini menyebabkan fluks magnetik (Ф), yang menerobos bidang kumparan juga berubah. Pada ujung-ujung kawat loop dibangkitkan ggl induksi (ε), yang dapat dihitung dengan persamaan:
ε=-NBA (d cosθ)/dt
Berdasarkan jenis ggl induksi atau arus listrik induksi yang dihasilkan maka generator dapat dibedakan atas generator arus bolak-balik (AC) dan generator arus searah (DC). Perbedaan generator arus searah dengan generator arus bolak-balik hanyalah pada cincin luncur (cincin kolektor) yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan dimana generator AC memiliki dua buah cincin yang masing-masing berhubungan dengan tiap ujung kumparan sedangkan generator DC memiliki sebuah cincin yang terbelah di tengahnya yang disebut cincin belah atau komutator.
Generator AC sederhana terdiri dari sebuah kumparan yang diputar dalam suatu medan magnetik seperti gambar yang ditunjukkan gambar 1.2. Untuk melihat bagaimana arus dibangkitkan oleh generator, perhatikan dua sisi vertikal dari kumparan pada gambar tersebut. Agar kumparan berputar berlawanan arah jarum jam maka sisi vertikal kiri harus mengalami gaya F ke depan dan sisi vertikal kanan harus mengalami gaya F ke belakang. Sesuai dengan kaidah telapak tangan untuk gaya magnetik (gaya Lorentz), arus I pada sisi vertikal kiri haruslah ke atas, dan arus I pada sisi vertikal kanan haruslah ke bawah, seperti ditunjukkan pada gambar tersebut. Arah gaya F pada gambar searah dengan arah normal bidang kumparan n. dengan demikian sudut antara arah induksi magnetik B dan arah normal bidang n adalah θ. Dalam generator, perputaran kumparan menyebabkan sudut θ selalu berubah, dan ini menyebabkan fluks magnetik (Ф), yang menerobos bidang kumparan juga berubah. Pada ujung-ujung kawat loop dibangkitkan ggl induksi (ε), yang dapat dihitung dengan persamaan:
ε=-NBA (d cosθ)/dt
Bila loop diputar dengan kecepatan sudut ω maka θ = ωt, dan persamaan di atas dapat ditulis sebagai:
ε=-NBA (d )/dt(cos〖ωt)〗
ε=NBA ω sinωt
ε=-NBA (d )/dt(cos〖ωt)〗
ε=NBA ω sinωt
Jika ggl induksi maksimum antara ujung-ujung sikat sama dengan ε_m, maka persamaan di atas dapat ditulis sebagai:
ε=ε_m sin〖ωt=〗 NBA ω sinωt
ε=ε_m sin〖ωt=〗 NBA ω sinωt
Dengan ggl maksimum, ε_m, diberikan oleh:
ε_m=NBAω
ε_m=NBAω
Dengan ε = ggl induksi sesaat, ε_m = ggl
induksi maksimum, ω = kecepatan sudut putar dari loop dan t = lama loop
telah berputar. Nyata bahwa ggl induksi yang dihasilkan pada loop
berubah terhadap waktu setiap satu periode T=2π/ω.
ARUS DAN TEGANGAN BOLAK BALIK
Arus dan tegangan bolak-balik adalah arus
dan tegangan yang nilainya selalu berubah terhadap waktu secara
periodik. Besaran seperti ini disebut arus dan tegangan bolak-balik atau
AC (Alternating Current). Apabila pada arus searah Anda dapat
mengetahui nilai dan tegangannya yang selalu tetap. Maka, pada arus
bolak-balik Anda akan dapat mengetahui nilai maksimum yang dihasilkan
dan frekuensi osilasi yang dihasilkan oleh sumbernya. Arus dan tegangan
listrik bolak-balik berbentuk sinusoida seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 1.3 berikut.
Secara matematis, arus dan tegangan listrik bolak-balik tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut:
V=V_m sinωt= V_m sin〖2Ï€ft= V_m sin〖2Ï€ t/T〗 〗
V=V_m sinωt= V_m sin〖2Ï€ft= V_m sin〖2Ï€ t/T〗 〗
I=I_m sinωt= I_m sin〖2Ï€ft= I_m sin〖2Ï€ t/T〗 〗
Dimana:
V = tegangan sesaat (V)
I = arus sesaat (A)
Vm = tegangan maksimum (V)
Im = arus maksimum (A)
f = frekuensi (Hz)
T = periode (s)
t = waktu (s)
ωt = sudut fase (radian atau derajat)
V = tegangan sesaat (V)
I = arus sesaat (A)
Vm = tegangan maksimum (V)
Im = arus maksimum (A)
f = frekuensi (Hz)
T = periode (s)
t = waktu (s)
ωt = sudut fase (radian atau derajat)
Hubungan amplitudo tegangan atau arus
bolak-balik dengan sudut fase dapat dinyatakan secara grafik dalam
diagram fasor. Fasor adalah suatu vektor yang berputar berlawanan arah
putaran jarum jam terhadap titik asal dengan kecepatan sudut ω. Fasor
suatu besaran dilukiskan sebagai suatu vektor yang besar sudut putarnya
terhadap sumbu horizontal (sumbu x) sama dengan sudut fasenya. Nilai
maksimum besaran tersebut adalah sama dengan panjang fasor, sedangkan
nilai sesaatnya adalah proyeksi fasor pada sumbu vertikal (sumbu y).
Berikut adalah gambar diagram fasor untuk arus dan tegangan yang sudut
fasenya sama (sefase) serta gambar fungsi waktu dari arus dan tegangan
tersebut.
Sesungguhnya arus dan tegangan
bolak-balik bukanlah besaran vektor, melainkan besaran skalar.
Penggambaran arus dan tegangan bolak-balik sebagai fasor adalah untuk
mempermudah analisis rangkaian arus bolak-balik yang lebih rumit.
NILAI RATA-RATA DAN NILAI EFEKTIF
Nilai rata-rata arus bolak-balik adalah
kuat arus bolak-balik yang nilainya setara dengan kuat arus searah untuk
memindahkan sejumlah muatan listrik yang sama dalam waktu yang sama.
Arus rata-rata dinyatakan dengan:
I_r= (2I_m)/Ï€
I_r= (2I_m)/Ï€
Sedangkan tegangan rata-rata dinyatakan dengan:
V_r= (2V_m)/Ï€
V_r= (2V_m)/Ï€
Nilai efektif arus dan tegangan
bolak-balik ialah arus dan tegangan bolak-balik yang setara dengan arus
dan tegangan searah untuk menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika
melalui suatu resistor dalam waktu yang sama. Secara matematis, hubungan
antara arus dan tegangan efektif dengan arus dan tegangan maksimum
dinyatakan dengan:
I_ef= I_m/√2 atau I_m= I_ef √2
I_ef= I_m/√2 atau I_m= I_ef √2
V_ef= V_m/√2 atau v_m= V_ef √2
Contoh Soal
Jala-jala listrik di rumah mempunyai
tegangan 220 volt. Sebuah alat listrik dengan hambatan 50 ohm dipasang
pada jala-jala tersebut. Hitunglah:
Nilai efektif dan maksimum tegangan
Nilai efektif dan maksimum arus listrik yang mengalir
Penyelesaian:
Tegangan hasil pengukuran adalah nilai efektif, jadi Vef = 220 volt dan R = 50 Ω
Vef = 220 volt
Vmax = V_ef √2=220√2 volt
Nilai efektif dan maksimum tegangan
Nilai efektif dan maksimum arus listrik yang mengalir
Penyelesaian:
Tegangan hasil pengukuran adalah nilai efektif, jadi Vef = 220 volt dan R = 50 Ω
Vef = 220 volt
Vmax = V_ef √2=220√2 volt
Gunakan hukum Ohm untuk menentukan kuat arus.
I_ef=V_ef/R=220/50=4,4 A
I_m=V_m/R=(220√2)/50=22/5 √2 A
I_ef=V_ef/R=220/50=4,4 A
I_m=V_m/R=(220√2)/50=22/5 √2 A
Sebuah generator AC menghasilkan tegangan sebagai fungsi waktu sebagai berikut: V=200√2 sin〖50t volt.〗 Hitunglah:
Tegangan maksimum
Tegangan puncak ke puncak
Tegangan efektif
Frekuensi angular
Periode
Frekuensi
Tegangan pada saat 0,01Ï€ sekon
Penyelesaian:
Bandingkan persamaan umum tegangan dengan persamaan yang diketahui:
V=V_m sinωt volt
V=200√2 sin〖50t volt〗
V_m=200√2 volt
Tegangan puncak ke puncak sama dengan dua kali tegangan maksimum
Vpp = 2Vm = 2 . 200√2 volt = 400√2 volt
V_ef=V_m/√2=(200√2)/√2=200 volt
ω=50 rad/s
ω=2Ï€/T → T=2Ï€/ω=2Ï€/50=Ï€/25 s
f=1/T=1/(Ï€⁄25)=25/Ï€ Hz
V pada t = 0,01 π sekon:
V=200√2 sin50t=200√2 sin〖50 (0,01Ï€)〗
V=200√2 sin〖0,5Ï€=200√2 sin〖〖90〗^o=〗 〗 200√2 volt
Tegangan maksimum
Tegangan puncak ke puncak
Tegangan efektif
Frekuensi angular
Periode
Frekuensi
Tegangan pada saat 0,01Ï€ sekon
Penyelesaian:
Bandingkan persamaan umum tegangan dengan persamaan yang diketahui:
V=V_m sinωt volt
V=200√2 sin〖50t volt〗
V_m=200√2 volt
Tegangan puncak ke puncak sama dengan dua kali tegangan maksimum
Vpp = 2Vm = 2 . 200√2 volt = 400√2 volt
V_ef=V_m/√2=(200√2)/√2=200 volt
ω=50 rad/s
ω=2Ï€/T → T=2Ï€/ω=2Ï€/50=Ï€/25 s
f=1/T=1/(Ï€⁄25)=25/Ï€ Hz
V pada t = 0,01 π sekon:
V=200√2 sin50t=200√2 sin〖50 (0,01Ï€)〗
V=200√2 sin〖0,5Ï€=200√2 sin〖〖90〗^o=〗 〗 200√2 volt
Alat Ukur Tegangan dan Arus Bolak-Balik
Tegangan dan arus listrik bolak-balik
diukur dengan voltmeter AC dan amperemeter AC (seperti terlihat pada
gambar 1.5). Dengan menggunakan alat ukur voltmeter atau amperemeter AC
besaran yang terukur adalah nilai rms (root mean squere) = akar
rata-rata kuadrat arus = ; = rata-rata dari atau nilai efektif dari
tegangan atau arus. Secara umum hasil pengukuran tegangn (V) dan arus
(I) dapat ditulis sebagai berikut:
I=(Penunjukan jarum)/(Skala maksimum)×Batas ukur maksimum
I=(Penunjukan jarum)/(Skala maksimum)×Batas ukur maksimum
V=(Penunjukan jarum)/(Skala maksimum)×Batas ukur maksimum
Contoh Soal
Sebuah amperemeter AC digunakan untuk
mengukur kuat arus bolak-balik sehingga jarum amperemeter menunjukkan
angka seperti pada gambar di samping. Tentukanlah:
Nilai efektif
Nilai maksimum
Nilai rata-rata arus bolak-balik
Nilai efektif
Nilai maksimum
Nilai rata-rata arus bolak-balik
Penyelesaian:
Kawat rangkaian listrik dihubungkan dengan terminal arus 0 A dan 10 A, artinya batas ukur maksimum amperemeter 10 A. Skala amperemeter adalah 0 sampai dengan 50, sehingga jika jarum amperemeter menunjukkan angka 50 maka hasil pengukuran adalah maksimum, 10 A.
Penunjukkan amperemeter adalah nilai efektif sehingga:
I_ef=40/50×10=8 A
Nilai maksimum I_m=I_ef √2=8√2 A
Nilai rata-rata I_r=(2I_m)/Ï€=(2×8√2)/Ï€=16/Ï€ √2 A
Kawat rangkaian listrik dihubungkan dengan terminal arus 0 A dan 10 A, artinya batas ukur maksimum amperemeter 10 A. Skala amperemeter adalah 0 sampai dengan 50, sehingga jika jarum amperemeter menunjukkan angka 50 maka hasil pengukuran adalah maksimum, 10 A.
Penunjukkan amperemeter adalah nilai efektif sehingga:
I_ef=40/50×10=8 A
Nilai maksimum I_m=I_ef √2=8√2 A
Nilai rata-rata I_r=(2I_m)/Ï€=(2×8√2)/Ï€=16/Ï€ √2 A
Untuk melihat bentuk tegangan atau arus
sinusoidal yang dihasilkan oleh sumber bolak-balik dapat digunakan alat
ukur osiloskop (Lihat gambar 1.6). Sumbu vertikal menunjukkan nilai
tegangan atau arus yang dihasilkan oleh sumber bolak-balik dan sumbu
horizontalnya menunjukkan waktu. Dari monitor osiloskop dapat ditentukan
nilai maksimum dari tegangan atau arus listriknya dan dari sumbu
horizontal dapat ditentukan periode atau frekuensi dari sumber
bolak-baliknya. Monitor dari sebuah osiloskop terbagi-bagi menjadi
baris-baris dan kolom-kolom sehingga membentuk sebuah kotak.
Perhatikan gambar berikut!
Jika sumbu vertikal diatur pada tegangan 2 V/cm, waktu dalam arah horizontal menunjukkan 10 ms/cm dan tiap kotak memiliki ukuran 1 cm × 1 cm. Tentukanlah:
a. tegangan maksimum sumber AC;
b. frekuensi sumber AC.
Penyelesaian:
a. Dari gambar dapat dilihat tegangan dari puncak ke puncak
Jadi, tegangan maksimumnya 4 volt.Jika sumbu vertikal diatur pada tegangan 2 V/cm, waktu dalam arah horizontal menunjukkan 10 ms/cm dan tiap kotak memiliki ukuran 1 cm × 1 cm. Tentukanlah:
a. tegangan maksimum sumber AC;
b. frekuensi sumber AC.
Penyelesaian:
a. Dari gambar dapat dilihat tegangan dari puncak ke puncak
b. Periode dari gelombang sinusoidal yang dihasilkan adalah:
Frekuensi getarnya
Jadi besar frekuens sumber AC tersebut adalah 25 Hz.
RESISTOR, INDUKTOR DAN KAPASITOR DALAM RANGKAIAN AC
GEJALA PERALIHAN PADA INDUKTOR
Tinjau rangkaian RL–seri yang dihubungkan
dengan baterei ε melalui sakelar S, seperti dalam Gambar 2 (a). Gambar 2
(b) menggambarkan beberapa contoh induktor dalam berbagai bentuk dan
ukuran yang tersedia di pasaran. Induktor berperilaku mirip massa yang
selalu menghambat gerakan, maka induktor juga selalu melawan perubahan
tegangan. Pada saat sakelar disambungkan maka dalam rangkaian terjadi
perubahan tegangan, di sinilah perlawanan induktor akan teramati.
Perilakunya berbeda dengan resistor. Hubungkan sakelar S ke a, berarti
rangkaian RL–seri tersambung dengan baterei ε, sehingga arus mengalir
dalam rangkaian dan memenuhi hukum kedua Kirchhoff:
ε= V_L+ V_R=L di/dt+iR
L di/dt= ε-iR
ε= V_L+ V_R=L di/dt+iR
L di/dt= ε-iR
Sesuaikan ruas kiri hingga mendapatkan
bentuk integral dx/x. Kemudian lakukan integral dengan batas waktu saat t
= 0 adalah saat sakelar ditutup dan nilai arus i(0) = 0. Sedangkan saat
t detik dari saat sakelar ditutup nilai arus listrik pada rangkaian
adalah i(t).
ln〖((ε-iR)/ε)= -R/L t〗
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan tersebut yaitu:
e^(ln((ε-iR)/ε) )= ((ε-iR)/ε)=1-iR/ε=e^(-Rt/L)
i(t)= ε/R (1-e^(-Rt/L) )
ln〖((ε-iR)/ε)= -R/L t〗
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan tersebut yaitu:
e^(ln((ε-iR)/ε) )= ((ε-iR)/ε)=1-iR/ε=e^(-Rt/L)
i(t)= ε/R (1-e^(-Rt/L) )
Jika persamaan diatas digambarkan dalam
bentuk grafik arus terhadap waktu, diperoleh Gambar 3. Persamaan 1
menggambarkan arus pada rangkaian RL–seri sebagai fungsi waktu yaitu
merupakan proses penyimpanan energi baterei ε menjadi energi magnetik
dalam induktor, dari persamaan tersebut terlihat bahwa nilai maksimum
arus dalam rangkaian i(t) = ε/R dicapai pada t = ∞.
Nilai arus i(t) memerlukan waktu Ï„ = L/R
bertepatan dengan nilai arus [1– (1/e)] dari nilai arus saat dimulainya
proses (t = 0). Sedangkan nilai maksimum arus pada rangkaian yaitu I =
ε/R, dapat tercapai dalam waktu t » Ï„, seperti pada Gambar 3. Jika
sakelar S pada gambar 2 dipindah ke titik b, berarti baterei dilepas
dari rangkaian RL–seri, persamaan hukum kedua Kirchhoff menjadi:
V_L+V_R=0
L di/dt+iR=0
di/t=-R/L dt
V_L+V_R=0
L di/dt+iR=0
di/t=-R/L dt
Integralkan persamaan tersebut dengan
batas awal t = 0 sesuai dengan i(0) = ε/R sampai dengan saat t detik
dengan arus pada induktor i(t), diperoleh :
ln[(i(t))/(ε⁄R)]=-R/L t
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan:
e^ln[(i(t))/(ε⁄R)] =(i(t))/[ε⁄R] =e^(-R/L t)
i(t)=ε/R e^(-Rt/L)
ln[(i(t))/(ε⁄R)]=-R/L t
Ambil nilai eksponesial dipangkatkan dengan nilai masing masing ruas persamaan:
e^ln[(i(t))/(ε⁄R)] =(i(t))/[ε⁄R] =e^(-R/L t)
i(t)=ε/R e^(-Rt/L)
Persamaan 4 menggambarkan arus pada
induktor berubah terhadap waktu bila baterei dilepas dari rangkaian RL
dari kondisi arus awal pada induktor adalah arus maksimum i(0) = ε/R.
Nilai arus pada induktor akan terus menurun secara ekponensial, dari
persamaan tersebut terlihat bahwa i(t) = 0 dicapai pada t = ∞.
GEJALA TRANSIEN PADA KAPASITOR
Biasanya pengertian kapasitor adalah dua
bahan logam yang berbentuk identik yang kedua luas permukaannya dapat
berhadapan secara simetris mengikuti arah medan listrik, sehingga
memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik. Namun kenyataanya
konduktor tunggalpun memiliki kapasitansi yang merupakan ukuran daya
tampung muatan. Artinya konduktor tunggal pun mampu menampung muatan
listrik. Contoh benda berbentuk bola dapat diberi muatan karena bentuk
simetri lainnya dianggap berada di tak hingga. Kapasitor yang tersedia
di pasar dapat ditunjukkan dalam berbagai jenis dan ukuran seperti
gambar di atas. Simbol untuk kapasitor digambarkan seperti gambar
berikut.
Kapasitansi didefinisikan sebagai:
C=Q/∆V
C=Q/∆V
Artinya, daya tampung muatan pada suatu
kapasitor bergantung pada beda potensial diantara kedua keping yang
berhadapan secara simetris. Nilai beda potensial ini bergantung pada
bentuk fisik dan ukuran serta jarak antara kedua keping. Hampir semua
komponen dalam rangkaian listrik memiliki kapasitansi, misal kabel,
kawat maupun resistor. Satuan SI untuk menyatakan kapasitansi adalah F
(farad), namun karena satuan ini terlalu besar untuk keperluan sehari
hari digunakan mikrofarad (ditulis μF = 10–6F), nanofarad (ditulis nF =
10–9F) dan pikofarad (ditulis pF = 10–12F).
Gambar 1.10 menunjukkan hubungan antara bentuk fisik dan arah medan listrik pada kapasitor berbentuk keping.
RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Pada dasarnya, komponen-komponen
rangkaian listrik menunjukkan karakteristik yang berbeda ketika
dihubungkan dengan sumber tegangan searah dan ketika dihubungkan dengan
sumber tegangan bolak-balik. Karena itu, karakteristik rangkaian arus
searah berbeda dengan karakteristik rangkaian arus bolak-balik dan salah
satu perbedaan tersebut berkaitan dengan fase antara tegangan dan arus.
Pada umumnya, semua rangkaian listrik mempunyai hambatan, kapasitas, dan induktansi meskipun pada rangkaian tersebut tidak terdapat resistor, kapasitor, dan induktor. Akan tetapi nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut tergantung pada jenis komponen yang terdapat dalam rangkaian, dan mungkin pada keadaan tertentu nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut dapat diabaikan, sedangkan pada keadaan lain mungkin tidak dapat diabaikan. Secara teoritis dapat dianggap bahwa rangkaian listrik terdiri dari rangkaian resistif, rangkaian induktif, dan rangkaian kapasitif
RANGKAIAN RESISTIFPada umumnya, semua rangkaian listrik mempunyai hambatan, kapasitas, dan induktansi meskipun pada rangkaian tersebut tidak terdapat resistor, kapasitor, dan induktor. Akan tetapi nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut tergantung pada jenis komponen yang terdapat dalam rangkaian, dan mungkin pada keadaan tertentu nilai hambatan, kapasitas, dan induktansi tersebut dapat diabaikan, sedangkan pada keadaan lain mungkin tidak dapat diabaikan. Secara teoritis dapat dianggap bahwa rangkaian listrik terdiri dari rangkaian resistif, rangkaian induktif, dan rangkaian kapasitif
Rangkaian resistif merupakan rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan resistor yang mempunyai hambatan R dan nilai kapasitas (C) maupun induktansi (L) rangkaian tersebut diabaikan. Perhatikan sebuah rangkaian arus bolak-balik yang terdiri dari sebuah resistor dan generator AC seperti gambar berikut ini:
Tegangan pada resistor VR sama dengan tegangan generator sehingga untuk rangkaian resistif dapat ditulis:
V_R=V_m sinωt
I_R=V_m/R sinωt= I_m sinωt
Dengan demikian akan berlaku juga hubungan sebagai berikut:
I_m=V_m/R
I_ef=V_ef/R
Karena rangkaian resistif dianggap tidak mempunyai induktansi dan
kapasitas, maka rangkaian resistif tidak dipengaruhi oleh perubahan
medan magnet di sekitarnya. Berdasarkan hal tersebut, maka pada
rangkaian resistif, arus dan tegangan bolak-balik mempunyai fase yang
sama atau beda fasenya nol.
RANGKAIAN INDUKTIF
Rangkaian induktif merupakan rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan induktor yang mempunyai induktansi L dan nilai-nilai hambatan (R) maupun kapasitas (C) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut:
Rangkaian induktif merupakan rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan induktor yang mempunyai induktansi L dan nilai-nilai hambatan (R) maupun kapasitas (C) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut:
Arus yang mengalir pada rangkaian
induktif murni berubah terhadap waktu yang memenuhi persamaan I=I_m
sin〖ωt,〗 sehingga pada induktor terinduksi gaya gerak listrik yang
memenuhi persamaan:
ε_ind=-L dI/dt=-L d(I_m sinωt )/dt
Karena pada rangkaian induktif, hambatan
rangkaian (R) dan kapasitasnya (C) diabaikan, maka tidak ada penurunan
potensial (IR) pada induktor, sehingga tegangan sumber V sama dengan
gaya gerak listrik induksi 〖-ε〗_ind= V_L, yaitu:
V=-ε_ind atau V = VL
V_m sinωt= L dI/dt → dI=V_m/L sin〖ωt dt〗
∫▒〖dI= ∫▒〖V_m/L sin〖ωt dt〗 〗〗
I=-V_m/ωL cos〖ωt, dimana cos ωt= -〖sin(〗〖ωt-Ï€/2)〗 〗
I=V_m/ωL sin (ωt-Ï€/2)= I_m 〖 sin〗(ωt-Ï€/2)
I=V_m/ωL sin (ωt-Ï€/2)= I_m 〖 sin〗(ωt-Ï€/2)
Jadi pada rangkaian induktif arus listrik
mempunyai fase yang berbeda dengan tegangan. Sesuai dengan persamaan I
dan V di atas, maka beda fase antara arus dan tegangan pada rangkaian
induktif adalah ∅=Ï€/2. Dalam hal ini, pada rangkaian induktif, tegangan
(V) mendahului arus (I) dengan beda fase sebesar π/2 atau 90o.
Meskipun pada rangkaian induktif tidak terdapat resistor, tetapi pada rangkaian ini terdapat sebuah besaran yang mempunyai sifat yang sama dengan hambatan listrik, yaitu reaktansi induktif, yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
Meskipun pada rangkaian induktif tidak terdapat resistor, tetapi pada rangkaian ini terdapat sebuah besaran yang mempunyai sifat yang sama dengan hambatan listrik, yaitu reaktansi induktif, yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
X_L=ωL=2πfL
Dengan:
X_L = reaktansi induktif (Ω)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
f = frekuensi sumber AC (Hz)
L = induktansi induktor (H)
Dengan:
X_L = reaktansi induktif (Ω)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
f = frekuensi sumber AC (Hz)
L = induktansi induktor (H)
RANGKAIAN KAPASITIF
Rangkaian kapasitif adalah rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan kapasitor yang mempunyai kapasitas C dan nilai-nilai hambatan (R) dan induktansi (L) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut ini:
Rangkaian kapasitif adalah rangkaian yang hanya terdiri dari sumber tegangan (V) dengan kapasitor yang mempunyai kapasitas C dan nilai-nilai hambatan (R) dan induktansi (L) rangkaian tersebut diabaikan, seperti ditunjukkan gambar berikut ini:
Pada rangkaian kapasitif murni, tegangan
yang dipasang pada kapasitor berubah terhadap waktu sesuai dengan
persamaan V=V_m sin〖ωt,〗 sehingga muatan yang tersimpan pada kapasitor
memenuhi persamaan berikut:
Q=CV=C(V_m sinωt )=CV_m sinωt
Sehingga arus listrik pada kapasitor ditentukan sebagai berikut:
I=dQ/dt=d(CV_m sinωt )/dt
I=ωC V_m cosωt
I=ωC V_m sin〖(ωt+Ï€/2)= I_m 〗 sin(ωt+Ï€/2)
Sesuai dengan persamaan I dan V di atas,
maka pada rangkaian kapasitif, arus mempunyai beda fase sebesar ∅=Ï€/2
dengan tegangan. Dalam hal ini, arus mendahului tegangan dengan beda
fase sebesar π/2 atau 90o.
Seperti juga pada rangkaian induktif, maka pada rangkaian kapasitif terdapat sebuah besaran reaktansi yang disebut reaktansi kapasitif dan besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
Seperti juga pada rangkaian induktif, maka pada rangkaian kapasitif terdapat sebuah besaran reaktansi yang disebut reaktansi kapasitif dan besarnya dapat ditentukan sebagai berikut:
X_C=1/ωC=1/2πfC
Dengan:
X_C = reaktansi kapasitif (Ω)
C = kapasitas kapasitor (F)
Dengan:
X_C = reaktansi kapasitif (Ω)
C = kapasitas kapasitor (F)
Contoh Soal
Sebuah rangkaian arus bolak-balik yang
bersifat induktif murni terdiri dari induktor dengan induktansi L = 25
mH dan sumber tegangan AC dengan tegangan efektif 150 V. berapakah:
Reaktansi induktifnya
Kuat arus efektif rangkaian jika frekuensi sumber 50 Hz.
Reaktansi induktifnya
Kuat arus efektif rangkaian jika frekuensi sumber 50 Hz.
Penyelesaian:
X_L=ωL=2Ï€fL=2Ï€(50)(25×〖10〗^(-3) )=7,85 Ω
I_ef=V_ef/X_L =150/7,85=19,1 A
X_L=ωL=2Ï€fL=2Ï€(50)(25×〖10〗^(-3) )=7,85 Ω
I_ef=V_ef/X_L =150/7,85=19,1 A
Sebuah kapasitor 8 μF dihubungkan dengan
sebuah sumber tegangan AC yang tegangan efektifnya 150 V dan
frekuensinya f = 50 Hz. Berapakah:
Reaktansi kapasitif
Arus efektif di dalam rangkaian
Reaktansi kapasitif
Arus efektif di dalam rangkaian
Penyelesaian:
X_C=1/ωC=1/2Ï€fC=1/(2Ï€(50)(8×〖10〗^(-6)))=397,89 Ω
I_ef=V_ef/X_C =150/397,89=0,38 A
X_C=1/ωC=1/2Ï€fC=1/(2Ï€(50)(8×〖10〗^(-6)))=397,89 Ω
I_ef=V_ef/X_C =150/397,89=0,38 A
RANGKAIAN SERI R-L-C
Pada kegiatan belajar sebelumnya telah
dibahas bagaimana pengaruh resistor, induktor, dan kapasitor yang
dihubungkan secara terpisah dengan sebuah sumber arus bolak-balik I=I_m
sinωt. Sekarang akan ditinjau, apa yang akan terjadi jika ketiga elemen
tersebut dihubungkan secara seri, yang sering disebut rangkaian seri
RLC seperti gambar di atas.
HUBUNGAN VR, VL, VC, DAN V PADA RANGKAIAN SERI RLC
Untuk menentukan hubungan VR, VL, dan VC
digunakan diagram fasor. Perhatikan bahwa karena ketiga elemen
berhubungan seri, maka arus yang mengalir melalui semua elemen sama
besar, yaitu I=I_m sinωt. Dengan kata lain arus bolak-balik di semua
titik pada rangkaian seri RLC memiliki nilai maksimum dan fase yang
sama. Akan tetapi tegangan pada masing-masing elemen akan memiliki nilai
dan fase yang berbeda. Tegangan pada resistor VR sefase dengan arus I,
tegangan pada induktor VL mendahului arus π/2 rad atau 90o, dan tegangan
pada kapasitor tertinggal dari arus π/2 rad atau 90o. Dengan demikian
dapat ditulis:
V_R=I_m R sinωt= V_mR sinωt
V_L=I_m X_L 〖sin 〗〖(ωt〗+〖90〗^o)= V_mL sin〖 (ωt〗+〖90〗^o)
V_C=I_m X_C sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)= V_mC sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)
V_R=I_m R sinωt= V_mR sinωt
V_L=I_m X_L 〖sin 〗〖(ωt〗+〖90〗^o)= V_mL sin〖 (ωt〗+〖90〗^o)
V_C=I_m X_C sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)= V_mC sin〖 (ωt〗-〖90〗^o)
Jika ditetapkan sudut ωt pada sumbu x,
maka diagram fasor untuk arus I, tegangan VR, VL, dan VC akan tampak
seperti gambar berikut.
Sesuai dengan hukum Kirchoff, tegangan
antara ujung-ujung rangkaian seri RLC, yaitu VAB = V adalah jumlah fasor
antara VR, VL, dan VC. penjumlahan fasor tersebut menghasilkan besar
tegangan total, yaitu:
V=√(V_R^2+(V_L-V_C )^2 )
Tampak jelas pada gambar bahwa beda sudut fase antara arus dan tegangan θ memenuhi hubungan:
tan〖θ=(V_L-V_C)/V_R 〗
IMPEDANSI RANGKAIAN SERI R-L-C
Pada rangkaian DC umumnya hanya akan
ditemukan satu macam hambatan yaitu resistor murni R, nilai hambatan
total dari beberapa resistor yang terhubung secara seri adalah
penjumlahan secara aljabar (skalar) masing-masing hambatan tersebut.
Pada rangkaian AC, terdapat resistor, induktor, dan kapasitor dalam rangkaian. Efek hambatan total yang dihasilkan oleh R, XL, dan XC dalam rangkaian AC disebut impedansi (Z). Nilai Z tidak dapat dihitung dengan penjumlahan aljabar (skalar) seperti pada arus searah. Untuk menentukan nilai Z digunakan persamaan berikut:
V=√(V_R^2+(V_L-V_C )^2 )
IZ=√((IR)_^2+(〖IX〗_L-〖IX〗_C )^2 )
IZ=I√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Z=√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Pada rangkaian AC, terdapat resistor, induktor, dan kapasitor dalam rangkaian. Efek hambatan total yang dihasilkan oleh R, XL, dan XC dalam rangkaian AC disebut impedansi (Z). Nilai Z tidak dapat dihitung dengan penjumlahan aljabar (skalar) seperti pada arus searah. Untuk menentukan nilai Z digunakan persamaan berikut:
V=√(V_R^2+(V_L-V_C )^2 )
IZ=√((IR)_^2+(〖IX〗_L-〖IX〗_C )^2 )
IZ=I√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Z=√((R)_^2+(X_L-X_C )^2 )
Beda sudut fase antara kuat arus I dengan tegangan V adalah:
tan〖θ=(V_L-V_C)/V_R 〗=(〖IX〗_L-〖IX〗_C)/IR
tan〖θ=(X_L-X_C)/R〗
Dengan menggunakan kedua persamaan di atas dapat dibuat diagram fasor untuk impedansi seperti tampak pada gambar berikut.
Contoh Soal
Rangkaian R-L-C seri dengan R = 80 ohm,
XL = 100 ohm, dan Xc =40 ohm. Rangkaian ini dihubungkan dengan tegangan
bolak-balik dengan tegangan efektif 220 V. Tentukanlah:
a. impedansi rangkaian;
b. arus efektif yang mengalir pada rangkaian;
c. tegangan efektif antara ujung-ujung induktor.
a. impedansi rangkaian;
b. arus efektif yang mengalir pada rangkaian;
c. tegangan efektif antara ujung-ujung induktor.
Penyelesaian:
Impedansi rangkaian
Impedansi rangkaian
Arus efektif pada seluruh rangkaian
Tegangan efektif antara ujung-ujung induktor
RESONANSI PADA RANGKAIAN R-L-C
Resonansi pada rangkaian seri R-L-C
terjadi ketika XL = XC. Keadaan ini menyebabkan impedansi rangkaian Z
memiliki harga minimum yang bernilai sama dengan hambatan murni R.
Adapun arus dalam rangkaian menjadi maksimum. Garis singgung antara
kurva Z dan garis linear R merupakan titik terjadinya frekuensi
resonansi. Di titik tersebut besaran Z bernilai minimum. Perhatikan
gambar berikut.
Saat terjadinya resonansi,
Oleh karena , maka diperoleh frekuensi resonansi
Rangkaian resonansi dapat dijumpai pada
rangkaian penala, caranya dengan mengubah-ubah frekeunsi melalui
kondensator variabel. Jika frekuensinya sesuai, frekuensi gelombang
radio akan di tangkap.
Contoh Soal
Pada frekuensi berapakah sebuah rangkaian R-L-C seri yang dihubungkan bertegangan bolak-balik akan beresonansi. Apabila R = 80 ohm, L = 1 henry, dan C = 1 F?
Penyelesaian:
Diketahui
R = 80 ohm
L = 1 henry
C = 1 F = 10-6 F
Ditanyakan: f = …?
Jawab:
Frekuensi resonansi terjadi jika:
Oleh karena , maka diperoleh frekuensi resonansiPada frekuensi berapakah sebuah rangkaian R-L-C seri yang dihubungkan bertegangan bolak-balik akan beresonansi. Apabila R = 80 ohm, L = 1 henry, dan C = 1 F?
Penyelesaian:
Diketahui
R = 80 ohm
L = 1 henry
C = 1 F = 10-6 F
Ditanyakan: f = …?
Jawab:
Frekuensi resonansi terjadi jika:
Jadi besar frekuensi resonansinya adalah Hz.
DAYA PADA ARUS LISTRIK BOLAK-BALIK
Induktor dan kapasitor yang terpasang
pada rangkaian arus bolak-balik membutuhkan tambahan energi listrik.
Daya yang diserap dalam rangkaian resistif (Z) besarnya adalah
Dan dalam rangkaian R-L-C seri adalahc
Persamaan di atas disebut juga sebagai daya semu. Adapun daya yang sesungguhnya atau daya rata-rata adalah
Keterangan
= beda fase antara arus dan tegangan
Cos = faktor daya
Contoh Soal
Sebuah rangkaian seri R–L-C dengan R = 30 Ω, L = 0,6 H dan C = 500 F dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik yang memiliki V = 300 sin 100t Volt. Tentukan:
Impedansi rangkaian
Daya rata-rata yang diserap rangkaian
Sebuah rangkaian seri R–L-C dengan R = 30 Ω, L = 0,6 H dan C = 500 F dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik yang memiliki V = 300 sin 100t Volt. Tentukan:
Impedansi rangkaian
Daya rata-rata yang diserap rangkaian
Penyelesaian:
Diketahui:
R = 30 Ω
L = 0,6 H
C = 500 F = 500 x 10-6 F = 5 x 10-4 F
V = 300 sin 100t Volt
Ditanyakan:
Z = …?
P = …?
Jawab:
Dari tegangan V = 300 sin 100 t Volt, didapatkan:
Vm = 300
= 100
Beda sudut fase
Impedansi rangkaianDiketahui:
R = 30 Ω
L = 0,6 H
C = 500 F = 500 x 10-6 F = 5 x 10-4 F
V = 300 sin 100t Volt
Ditanyakan:
Z = …?
P = …?
Jawab:
Dari tegangan V = 300 sin 100 t Volt, didapatkan:
Vm = 300
= 100
Beda sudut fase
XL = .L = 100 . 0,6 = 60 Ω
Sehingga:
Daya rata-rata yang diserap rangkaian adalah
Sehingga:Jadi besar daya rata-rata yang diserap adalah 540 W.
TRANSFORMATOR
Apakah transformator itu? Dalam kehidupan
sehari-hari tentunya kamu sering mendengar atau mungkin telah
menggunakan transformator. Transformator adalah alat yang digunakan
untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari satu nilai tertentu
menjadi nilai yang diinginkan.
Transformator atau trafo terdiri dari
pasangan kumparan primer dan sekunder yang terpisah dan dililitkan pada
inti besi lunak. Kumparan primer berfungsi sebagai input dan kumparan
sekunder berfungsi sebagai output. Prinsip dasar cara kerja
transformator adalah hukum induksi Faraday. Kumparan primer dihubungkan
ke suatu sumber arus bolak-balik yang besar arus listriknya senantiasa
berubah terhadap waktu. Arus pada kumparan primer ini bekerja
seolah-oleh mengalirkan atau memutuskan arus searah secara
berulang-ulang sehingga terjadi perubahan garis-garis gaya magnet yang
memotong kumparan sekunder. Akibatnya, timbul GGL induksi dalam kumparan
sekunder yang berfungsi sebagai output dengan mengalirkan arus listrik
induksi. Dengan menentukan jumlah lilitan yang
sesuai untuk tiap kumparan, dapat dihasilkan GGL kumparan sekunder yang berbeda dengan GGL pada kumparan primer.
Hubungan antara tegangan dengan jumlah lilitan kumparan pada sebuah transformator dapat ditulis secara matematis sebagai berikut.
dengan:sesuai untuk tiap kumparan, dapat dihasilkan GGL kumparan sekunder yang berbeda dengan GGL pada kumparan primer.
Hubungan antara tegangan dengan jumlah lilitan kumparan pada sebuah transformator dapat ditulis secara matematis sebagai berikut.
Vs = tegangan sekunder (volt)
Vp = tegangan primer (volt)
Ns = lilitan sekunder (lilitan)
Np = lilitan primer (lilitan)
Contoh Soal
Sebuah tarfo step-up kumparan primernya terdiri atas 50 lilitan dan kumparan sekundernya 100 lilitan. Jika tegangan primernya 110 V, berapakah tegangan pada kumparan sekundernya?
Sebuah tarfo step-up kumparan primernya terdiri atas 50 lilitan dan kumparan sekundernya 100 lilitan. Jika tegangan primernya 110 V, berapakah tegangan pada kumparan sekundernya?
Penyelesaian
Diketahui:
Np = 50 lilitan
Ns= 100 lilitan
Vp = 110 V
Ditanyakan: Vs = ?
Jawab:
Jadi, tegangan pada kumparan sekunder adalah 220 V.Diketahui:
Np = 50 lilitan
Ns= 100 lilitan
Vp = 110 V
Ditanyakan: Vs = ?
Jawab:
Persamaan Trafo untuk Transformator Ideal
Apakah jumlah energi yang masuk sama
dengan jumlah energi yang keluar? Menurut hukum kekekalan energi,
apabila transformator itu adalah transformator ideal maka jumlah energi
yang masuk ke dalam sebuah transformator sama dengan jumlah energi yang
keluar dari transformator itu. Akibatnya, daya listrik yang ada pada
kumparan primer (Pp) adalah sama dengan daya listrik yang ada pada
kumparan sekunder (Ps). Dengan demikian, secara matematis dapat ditulis:
Pp = Ps
Karena Pp = Vp Ip dan Ps = Vs Is, maka:
Vp Ip = Vs Is
Keterangan:
Pp = daya pada kumaparan primer (watt)
Ps = daya pada kumparan sekunder (watt)
Pp = daya pada kumaparan primer (watt)
Ps = daya pada kumparan sekunder (watt)
Contoh Soal
Sebuah trafo step-down dihubungakan dengan sumber tegangan 220 V. Trafo ini digunakan untuk menyalakan lampu bertegangan 10 V. Jika kuat arus listrik yang melalui lampu 4 A, berapakah kuat arus listrik yang melalui kumparan primer?
Sebuah trafo step-down dihubungakan dengan sumber tegangan 220 V. Trafo ini digunakan untuk menyalakan lampu bertegangan 10 V. Jika kuat arus listrik yang melalui lampu 4 A, berapakah kuat arus listrik yang melalui kumparan primer?
Penyelesaian:
Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 10 V
Is = 4 A
Ditanyakan: Ip =….. ?
Jawab:
Vp Ip = Vs Is
Jadi, arus listrik yang melewati kumparan primer adalah 0,182 A.Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 10 V
Is = 4 A
Ditanyakan: Ip =….. ?
Jawab:
Vp Ip = Vs Is
Efisiensi Transformator
Inti transformator terbuat dari
pelat-pelat besi. Ketika suatu tegangan bolak-balik dihubungkan pada
transformator maka akan dihasilkan garis-garis gaya magnet yang selalu
berubah. Hal ini dapat menyebabkan timbulnya arus pusat pada inti
tarnsformator. Inti transformator terbuat dari besi yang bersifat
sebagai penghantar yang memiliki hambatan listrik sehingga timbul
kehilangan energi dalam bentuk kalor. Selain itu, kumparan primer dan
sekunder yang terbuat dari kawat tembaga dan bersifat sebagai penghantar
dengan nilai hambatan listrik tertentu juga menimbulkan kehilangan
energi dalam bentuk kalor. Dalam transformator selalu timbul kalor
sehingga energi listrik yang keluar dari transformator selalu lebih
kecil daripada energi listrik yang masuk ke transformator. Sebagian
energi listrik itu berubah menjadi kalor. Keadaan ini merupakan sesuatu
yang tidak dapat dihindarkan.
Efisiensi transformator didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik yang keluar dari transformator dengan daya listrik yang masuk ke transformator.
Transformator adalah alat atau mesin yang sangat efisien. Efisiensi transformator dapat mencapai 99%.Efisiensi transformator didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik yang keluar dari transformator dengan daya listrik yang masuk ke transformator.
Contoh Soal
Sebuah tarnsformator memiliki tegangan primer 220 V dan tegangan sekunder 110 V. Apabila kuat arus yang mengalir melalui tegangan primer sebesar 0,2 A, ternyata kuat arus yang mengalir pada kumparan sekunder menjadi 0,3 A. Berapakah efisiensi transformator itu?
Jawaban:
Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 110 V
Ip = 0,2 A
Is = 0,3 A
Ditanyakan: = ….. ?
Jawab:
Sebuah tarnsformator memiliki tegangan primer 220 V dan tegangan sekunder 110 V. Apabila kuat arus yang mengalir melalui tegangan primer sebesar 0,2 A, ternyata kuat arus yang mengalir pada kumparan sekunder menjadi 0,3 A. Berapakah efisiensi transformator itu?
Jawaban:
Diketahui:
Vp = 220 V
Vs = 110 V
Ip = 0,2 A
Is = 0,3 A
Ditanyakan: = ….. ?
Jawab:
Jadi, efisiensi transformator adalah 75%.
Rumus Kombinasi
Kalian tentu masih ingat dengan pengertian permutasi. Pada permutasi urutan unsur pada suatu susunan diperhatikan. Namun, pada kombinasi urutan tidak diperhatikan. Misalnya,
ABC BAC CBA CAB
adalah susunan (kombinasi) yang sama. Kalian telah memahami bahwa permutasi kunsur dari nunsur yang tersedia, yaitu 
Karena banyak permutasi k unsur adalah k! dan kombinasi tidak memerhatikan urutan maka setiap k! permutasi merupakan satu kombinasi dari kunsur. Dengan demikian, diperoleh
Jadi, dapat disimpulkan sebagai berikut.
Kombinasi kunsur dari nunsur yang tersedia dirumuskan denganArtikel terkait : Perhitungan Peluang
Notasi kombinasi ada beberapa macam, antara lain nCk, nCk, atau C(n, k). Pada pembahasan ini disepakati notasi yang dipakai adalah
.
Contoh Soal Kombinasi
1. Tentukan nilai kombinasi-kombinasi berikut.
a. 
b. 
c.
2. Hitunglah C (5, 2)
Jawab:
C (5, 2) = 5!/(5-2)!2!
= 5!/3! 2!
= 5 x 4 x 3!/3! 2!
= 5 x 4/2 x 1
= 20/2
= 10
2. Dari 3 siswa, yaitu Budi, Rendi, dan Rema akan dibentuk pasangan ganda bulu tangkis. Berapa pasangan ganda yang dapat dibentuk dari ketiga siswa tersebut?
Jawab:
Banyaknya pasangan ganda bulu tangkis yang dapat dibentuk adalah C(3, 2)
C (3, 2) = 3!/(3-2)! 2!
= 3!/1! 2!
= 3 x 2!/1! 2!
= 3/1
= 3
3. Dalam babak penyisihan suatu turnamen, 25 pecatur satu sama lain bertanding satu kali. Banyaknya pertandingan yang terjadi adalah…
Jawab:
Dalam babak penyisihan, 25 pecatur satu sama lain bertanding satu kali. Untuk menentukan banyaknya pertandingan yang terjadi digunakan kombinasi, karena tidak melihat urutannya lagi.
C (25, 2) = 25!/(25-2)! 2!
= 25!/23! 2!
= 25 x 24 x 23!/23! 2!
= 25 x 24/ 2 x 1
= 600/2
= 300
Read more: http://www.rumusmatematika.net/kombinasi.html#ixzz4JXD1IaY5
MATEMATIKA
Rumus Kombinasi
Kalian tentu masih ingat dengan pengertian permutasi. Pada permutasi urutan unsur pada suatu susunan diperhatikan. Namun, pada kombinasi urutan tidak diperhatikan. Misalnya,
ABC BAC CBA CAB
adalah susunan (kombinasi) yang sama. Kalian telah memahami bahwa permutasi kunsur dari nunsur yang tersedia, yaitu 
Karena banyak permutasi k unsur adalah k! dan kombinasi tidak memerhatikan urutan maka setiap k! permutasi merupakan satu kombinasi dari kunsur. Dengan demikian, diperoleh
Jadi, dapat disimpulkan sebagai berikut.
Kombinasi kunsur dari nunsur yang tersedia dirumuskan denganArtikel terkait : Perhitungan Peluang
Notasi kombinasi ada beberapa macam, antara lain nCk, nCk, atau C(n, k). Pada pembahasan ini disepakati notasi yang dipakai adalah
.
Contoh Soal Kombinasi
1. Tentukan nilai kombinasi-kombinasi berikut.
a. 
b. 
c.
2. Hitunglah C (5, 2)
Jawab:
C (5, 2) = 5!/(5-2)!2!
= 5!/3! 2!
= 5 x 4 x 3!/3! 2!
= 5 x 4/2 x 1
= 20/2
= 10
2. Dari 3 siswa, yaitu Budi, Rendi, dan Rema akan dibentuk pasangan ganda bulu tangkis. Berapa pasangan ganda yang dapat dibentuk dari ketiga siswa tersebut?
Jawab:
Banyaknya pasangan ganda bulu tangkis yang dapat dibentuk adalah C(3, 2)
C (3, 2) = 3!/(3-2)! 2!
= 3!/1! 2!
= 3 x 2!/1! 2!
= 3/1
= 3
3. Dalam babak penyisihan suatu turnamen, 25 pecatur satu sama lain bertanding satu kali. Banyaknya pertandingan yang terjadi adalah…
Jawab:
Dalam babak penyisihan, 25 pecatur satu sama lain bertanding satu kali. Untuk menentukan banyaknya pertandingan yang terjadi digunakan kombinasi, karena tidak melihat urutannya lagi.
C (25, 2) = 25!/(25-2)! 2!
= 25!/23! 2!
= 25 x 24 x 23!/23! 2!
= 25 x 24/ 2 x 1
= 600/2
= 300
Read more: http://www.rumusmatematika.net/kombinasi.html#ixzz4JXD1IaY5
Bab 6. KONFLIK SOSIAL
A. pengertianPercekcokan, perseteruan, pertentangan, berkelahi, beda pendapat.
B. sumber konflik
1. beda pendapat
2. salah paham
3. ada pihak yang dirugikan
4. perasaan sensitif
I. faktor penyebab konflik
a. perbedaan individu
b. perbedaan latar belakang
c. perbedaan tujuan kepentingan
C. bentuk konflik
1. konflik tujuan
b. konflik nilai
c. konflik peranan
d. konflik kebijakan
IPS
Bab 6. KONFLIK SOSIAL
A. pengertianPercekcokan, perseteruan, pertentangan, berkelahi, beda pendapat.
B. sumber konflik
1. beda pendapat
2. salah paham
3. ada pihak yang dirugikan
4. perasaan sensitif
I. faktor penyebab konflik
a. perbedaan individu
b. perbedaan latar belakang
c. perbedaan tujuan kepentingan
C. bentuk konflik
1. konflik tujuan
b. konflik nilai
c. konflik peranan
d. konflik kebijakan
INTERAKSI ANTAR KOMPONEN EKOSISTEM
- interaksi antar individu
- interaksi antar populasi
- interaksi antar komunikasi
- interaksi antar komponen biotik
a. mutualisme
b.komensalisme
c. paratisme
d.aleopati
e. predasi
f.kompetisi
- interaksi antar komponen biotik dengan komponen abiotik
- komponen antar abiotik dan biotik
*MACAM-MACAM EKOSISTEM
1. ekosistem darat
2. ekosistem laut
pada hari ini kami juga diberikan tugas untuk melakukan penelitian terhadap tumbuhan
- interaksi antar individu
- interaksi antar populasi
- interaksi antar komunikasi
- interaksi antar komponen biotik
a. mutualisme
b.komensalisme
c. paratisme
d.aleopati
e. predasi
f.kompetisi
- interaksi antar komponen biotik dengan komponen abiotik
- komponen antar abiotik dan biotik
*MACAM-MACAM EKOSISTEM
1. ekosistem darat
2. ekosistem laut
pada hari ini kami juga diberikan tugas untuk melakukan penelitian terhadap tumbuhan
IPA
INTERAKSI ANTAR KOMPONEN EKOSISTEM
- interaksi antar individu
- interaksi antar populasi
- interaksi antar komunikasi
- interaksi antar komponen biotik
a. mutualisme
b.komensalisme
c. paratisme
d.aleopati
e. predasi
f.kompetisi
- interaksi antar komponen biotik dengan komponen abiotik
- komponen antar abiotik dan biotik
*MACAM-MACAM EKOSISTEM
1. ekosistem darat
2. ekosistem laut
pada hari ini kami juga diberikan tugas untuk melakukan penelitian terhadap tumbuhan
- interaksi antar individu
- interaksi antar populasi
- interaksi antar komunikasi
- interaksi antar komponen biotik
a. mutualisme
b.komensalisme
c. paratisme
d.aleopati
e. predasi
f.kompetisi
- interaksi antar komponen biotik dengan komponen abiotik
- komponen antar abiotik dan biotik
*MACAM-MACAM EKOSISTEM
1. ekosistem darat
2. ekosistem laut
pada hari ini kami juga diberikan tugas untuk melakukan penelitian terhadap tumbuhan
CONTOH SOAL
Diberikan data-data sebagai berikut:
ΔHf H2O (l) = −285 kJ/mol
ΔHf CO2 (g) = −393 kJ/mol
ΔHf C2H2 (g) = + 227 kJ/mol
Diketahui persamaan reaksi pembakaran CH2 (Mr = 26) sebagai berikut:

Tentukan jumlah kalor yang dilepaskan jika
a) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 0,05 mol
b) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 5,2 gram
Pembahasan
Tentukan terlebih dahulu ΔH reaksi di atas dengan menggunakan data ΔHf yang diketahui dengan rumus berikut

Kalor reaksinya adalah

Kalor yang dilepaskan adalah sebesar 1298 kJ, sehingga:
a) Jumlah kalor yang dilepas untuk 0,05 mol C2H2
ΔH = 0,05 x (−1298 kJ)
ΔH = − 64,9 kJ
Kalor yang dilepas sebesar 64,9 kJ
b) Jumlah kalor untuk 5,2 gram C2H2
mol = 5,2/26 = 0,2
Kalor yang dilepaskan = 0,2 x 1298 = 259,6 kJ
Diberikan data-data sebagai berikut:
ΔHf H2O (l) = −285 kJ/mol
ΔHf CO2 (g) = −393 kJ/mol
ΔHf C2H2 (g) = + 227 kJ/mol
Diketahui persamaan reaksi pembakaran CH2 (Mr = 26) sebagai berikut:
Tentukan jumlah kalor yang dilepaskan jika
a) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 0,05 mol
b) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 5,2 gram
Pembahasan
Tentukan terlebih dahulu ΔH reaksi di atas dengan menggunakan data ΔHf yang diketahui dengan rumus berikut
Kalor reaksinya adalah
Kalor yang dilepaskan adalah sebesar 1298 kJ, sehingga:
a) Jumlah kalor yang dilepas untuk 0,05 mol C2H2
ΔH = 0,05 x (−1298 kJ)
ΔH = − 64,9 kJ
Kalor yang dilepas sebesar 64,9 kJ
b) Jumlah kalor untuk 5,2 gram C2H2
mol = 5,2/26 = 0,2
Kalor yang dilepaskan = 0,2 x 1298 = 259,6 kJ
KIMIA
CONTOH SOAL
Diberikan data-data sebagai berikut:
ΔHf H2O (l) = −285 kJ/mol
ΔHf CO2 (g) = −393 kJ/mol
ΔHf C2H2 (g) = + 227 kJ/mol
Diketahui persamaan reaksi pembakaran CH2 (Mr = 26) sebagai berikut:

Tentukan jumlah kalor yang dilepaskan jika
a) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 0,05 mol
b) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 5,2 gram
Pembahasan
Tentukan terlebih dahulu ΔH reaksi di atas dengan menggunakan data ΔHf yang diketahui dengan rumus berikut

Kalor reaksinya adalah

Kalor yang dilepaskan adalah sebesar 1298 kJ, sehingga:
a) Jumlah kalor yang dilepas untuk 0,05 mol C2H2
ΔH = 0,05 x (−1298 kJ)
ΔH = − 64,9 kJ
Kalor yang dilepas sebesar 64,9 kJ
b) Jumlah kalor untuk 5,2 gram C2H2
mol = 5,2/26 = 0,2
Kalor yang dilepaskan = 0,2 x 1298 = 259,6 kJ
Diberikan data-data sebagai berikut:
ΔHf H2O (l) = −285 kJ/mol
ΔHf CO2 (g) = −393 kJ/mol
ΔHf C2H2 (g) = + 227 kJ/mol
Diketahui persamaan reaksi pembakaran CH2 (Mr = 26) sebagai berikut:
Tentukan jumlah kalor yang dilepaskan jika
a) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 0,05 mol
b) jumlah C2H2 yang dibakar sebanyak 5,2 gram
Pembahasan
Tentukan terlebih dahulu ΔH reaksi di atas dengan menggunakan data ΔHf yang diketahui dengan rumus berikut
Kalor reaksinya adalah
Kalor yang dilepaskan adalah sebesar 1298 kJ, sehingga:
a) Jumlah kalor yang dilepas untuk 0,05 mol C2H2
ΔH = 0,05 x (−1298 kJ)
ΔH = − 64,9 kJ
Kalor yang dilepas sebesar 64,9 kJ
b) Jumlah kalor untuk 5,2 gram C2H2
mol = 5,2/26 = 0,2
Kalor yang dilepaskan = 0,2 x 1298 = 259,6 kJ
Pada hari ini kami diberikan materi tentang kelanjutan materi peluang kemudiankami pun memasuki materi baru yakni materi tentang notasi faktorial dan permutasi.
MATEMATIKA
Pada hari ini kami diberikan materi tentang kelanjutan materi peluang kemudiankami pun memasuki materi baru yakni materi tentang notasi faktorial dan permutasi.
Pada pertemuan kali ini kmi tidak mendapatkan materi akan tetapi kami melakukan speaking (berbicara) dan berdialog kepada teman sebangku kita di depan teman-teman. adapun dialog saya mengenai make appoitment( membuat janji).
BHS.INGGRIS
Pada pertemuan kali ini kmi tidak mendapatkan materi akan tetapi kami melakukan speaking (berbicara) dan berdialog kepada teman sebangku kita di depan teman-teman. adapun dialog saya mengenai make appoitment( membuat janji).
Pada hari ini kami tidak menerima materi akan tetapi tugas kami yang diperiksa oleh ibu guru kami. jumlah tugas kami yaitu ada 3 .
Pada hari ini kami diberikan materi tentang koevisien variasi (KV). kemudian kami membahas prediksi kenaikan materi ujian nasional pada tahun 2010-2015. setelah itu kami lanjut pada materi tentang peluang.
MATEMATIKA
Pada hari ini kami diberikan materi tentang koevisien variasi (KV). kemudian kami membahas prediksi kenaikan materi ujian nasional pada tahun 2010-2015. setelah itu kami lanjut pada materi tentang peluang.
1. Pengertian Perubahan Sosial
Tidak
ada masyarakat yang tidak mengalami perubahan. Walaupun itu terjadi
secara tidak disadari. Namun, perubahan tersebut akan terasa ketika kita
membandingkan masyarakat tersebut dari masa lalu sampai masa kini.
Perubahan tersebut dapat dilihat dari cara berpakaian, cara bertutur,
cara belajar, perubahan norma, dan sebagainya. Perubahan yang terjadi
pada masyarakat tersebut disebabkah oleh banyaknya faktor-faktor yang
mempengaruhi. Karenanya perubahan yang terjadi di dalam masyarakat itu
dikatakan berkaitan dengan hal yang kompleks.
Menurut
Selo Soemardjan, pengertian perubahan sosial adalah perubahan-perubahan
pada lembaga-lembaga kemasyarakatan di dalam suatu masyarakat yang
mempengaruhi sistem sosialnya, termasuk di dalamnya nilai-nilai, sikap
dan pola perilaku di antara kelompok-kelompok dalam masyarakat.
Pengertian perubahan sosial di masing-masing ahli sosiologi bisa
berbeda-beda.
2. Penyebab Perubahan Sosial
Perubahan
sosial dalam kehidupan masyarakat terjadi karena masyarakat tersebut
menginginkan perubahan. Perubahan juga dapat terjadi karena adanya
dorongan dari luar sehingga masyarakat secara sadar ataupun tidak akan
mengikuti perubahan.
Perubahan berasal dari dua
sumber yaitu faktor acak dan faktor sistematis. Faktor acak meliputi
iklim, cuaca, atau karena adanya kelompok-kelompok tertentu. Faktor
sistematis adalah faktor perubahan sosial yang disengaja dibuat.
Keberhasilan faktor sistematis ditentukan oleh pemerintahan yang stabil
dan fleksibel, sumber daya yang cukup, dan organisasi sosial yang
beragam. Jadi, perubahan sosial biasanya merupakan kombinasi dari faktor
sistematis dengan beberapa faktor acak.
Menurut
Soerjono Soekanto, adanya faktor-faktor intern (dari dalam masyarakat)
dan ekstern (dari luar masyarakat) yang menyebabkan terjadinya perubahan
sosial dalam masyarakat. Faktor intern meliputi perubahan penduduk,
penemuan-penemuan baru, konflik dalam masyarakat, dan pemberontakan
(revolusi) dalam tubuh masyarakat. Sedangkan faktor ekstern meliputi
faktor alam yang ada di sekitar masyarakat berubah, peperangan, dan
pengaruh kebudayaan masyarakat lain.
3. Bentuk Perubahan Sosial
Bentuk
perubahan sosial dapat dikelompokkan menjadi tiga bentuk yaitu
perubahan evolusi dan perubahan revolusi, perubahan direncanakan dan
tidak direncanakan, dan perubahan berpengaruh besar dan berpengaruh
kecil.
3.1. Perubahan Evolusi dan Perubahan Revolusi
Perubahan
evolusi dan perubahan revolusi adalah bentuk perubahan sosial
berdasarkan lama perubahan sosial tersebut. Perubahan evolusi adalah
perubahan-perubahan sosial yang terjadi dalam waktu yang cukup lama dan
terjadi karena dorongan dan usaha-usaha masyarakat guna menyesuaikan
diri terhadap kebutuhan hidupnya. Sedangkan perubahan revolusi adalah
perubahan-perubahan sosial yang terjadi dalam waktu yang relatif cepat
dan terjadi karena ada ketidakpuasan masyarakat terhadap suatu keadaan.
Keduanya sama-sama tidak ada unsur kehendak atau perencanaan sebelumnya.
3.2. Perubahan Direncanakan dan Tidak Direncanakan
Perubahan
direncanakan dan tidak direncanakan adalah bentuk perubahan sosial
berdasarkan ada tidaknya perencanaan dalam perubahan sosial tersebut.
Perubahan yang direncanakan adalah perubahan-perubahan yang diperkirakan
atau yang telah direncanakan terlebih dahulu oleh pihak-pihak yang
hendak mengadakan perubahan di dalam masyarakat. Sedangkan perubahan
yang tidak direncanakan adalah perubahan yang tidak dikehendaki dan
terjadi di luar jangkauan masyarakat. Perubahan yang tidak direncanakan
biasanya diakibatkan karena bencana alam atau wabah penyakit.
3.3. Perubahan Berpengaruh Besar dan Berpengaruh Kecil
Perubahan
berpengaruh besar dan berpengaruh kecil adalah bentuk perubahan sosial
berdasarkan besar pengaruhnya terhadap masyarakat. Suatu perubahan
dikatakan berpengaruh besar jika perubahan tersebut mengakibatkan
terjadinya perubahan pada struktur kemasyarakatan, hubungan kerja,
sistem mata pencaharian, dan stratifikasi masyarakat. Sedangkan
perubahan berpengaruh kecil adalah perubahan-perubahan yang terjadi pada
struktur sosial yang tidak membawa pengaruh langsung atau berarti bagi
masyarakat. Perubahan berpengaruh kecil biasanya berupa mode atau tren
yang tidak semua masyarakat mengikutinya.
4. Faktor Pendorong dan Penghambat Perubahan Sosial
Di
dalam proses perubahan sosial juga terdapat pendorong (pengukung) dan
penghambat perubahan sosial. Hal ini dikarenakan oleh beberapa faktor.
Faktor pendorong membuat proses perubahan sosial menjadi lebih cepat
sedangkan faktor penghambat membuat proses perubahan sosial menjadi
lebih lambat bahkan gagal.
4.1. Faktor Pendorong Perubahan Sosial
Faktor
pendorong perubahan sosial adalah faktor yang mempercepat perubahan
sosial. Faktor tersebut meliputi kontak dengan masyarakat lain, difusi
(penyebaran unsur-unsur kebudayaan) dalam masyarakat, difusi antar
masyarakat, sistem pendidikan yang maju, sikap ingin maju, toleransi,
sistem stratifikasi (lapisan) sosial terbuka, penduduk yang heterogen
(bermacam-macam), ketidakpuasan terhadap kondisi kehidupan, orientasi ke
masa depan, nilai yang menyatakan bahwa manusia harus berusaha
memperbaiki nasibnya, disorganisasi (pertikaian) dalam keluarga), dan
sikap mudah menerima hal-hal baru.
4.2. Faktor Penghambat Perubahan Sosial
Perubahan
sosial tidak akan selalu berjalan mulus. Perubahan sosial seringkali
dihambat oleh beberapa faktor penghambat perubahan sosial. Faktor
tersebut meliputi kurangnya hubungan dengan masyarakat yang lain,
perkembangan ilmu pengetahuan yang terhambat, sikap masyarakat yang
tradisional, adat atau kebiasaan, kepentingan-kepentingan yang tertanam
kuat sekali, rasa takut akan terjadinya disintegrasi (meninggalkan
tradisi), sikap yang tertutup, hambatan yang bersifat ideologis, dan
hakikat hidup.
5. Teori Perubahan Sosial
Teori ini terdiri dari hukum tiga tahap, teori siklus, dan teori cultural lag.
5.1 Hukum Tiga Tahap
Hukum
ini menjelaskan kemajuan evolusionar umat manusia dari masa primitif
sampai peradaban abad kesembilan belas yang sangat maju. Hukum ini
dijelaskan oleh Auguste Comte. Hukum ini menyatakan bahwa manusia
berkembang melalui tiga tahap yaitu teologis, metafisik, dan positif.
Fase teologis adalah fase mencari kodrat dasar manusia. Fase metafisik
adalah tahap transisi antara fase teologis dan fase positif yang
ditandai dengan adanya kepercaaan akan hukum-hukum alam. Sedangkan fase
positif adalah fase yang ditandai dengan adanya kepercayaan akan data
empiris (berdasarkan pengalaman) sebagai sumber pengetahuan.
5.2. Teori Siklus
Teori
ini merupakan siklus perubahan sosial yang dikembangkan oleh Pitirim
Sorokin. Dia yakin bahwa tahap-tahap sejarah cenderung berulang. Setiap
tahap sejarah masyarakat memperlihatkan beberapa unsur terdahulu yang
kembali berulang. Pola-pola perubahan budaya jangka panjang bersifat
berulang-berubah. Dalam hal ini, teori ini berbeda dari hukum tiga tahap
yang percaya akan kemajuan yang mantap dalam perkembangan intelektual
manusia.
5.3. Teori Cultural Lag
Konsep ketertinggalan budaya (cultural lag) dikemukakan oleh William F Ogburn. Teori ini mengacu pada kebiasaan sosial dan pola-pola organisasi sosial yang tertinggal (lag behind).
Akibatnya adalah perubahan sosial selalu ditandai oleh ketegangan
antara kebudayaan materil dan nonmateril. Tentu saja hal ini
bertentangan dengan teori-teori yang sebelumnya yang menekankan
perubahan dalam bentuk pengetahuan atau pandangan dunia. Sedangkan teori
ini lebih menekankan pada segi kemajuan dalam kebudayaan materil
seperti penemuan-penemuan dan perkembangan teknologi.
6. Proses Perubahan Sosial
Perubahan
sosial terdiri dari beberapa proses. Proses itu dapat ditandai dengan
perubahan pada struktur lembaga-lembaga sosial. Proses-proses sosial
tersebut menyangkut penyesuaian masyarakat terhadap perubahan,
saluran-saluran perubahan, disorganisasi, dan reorganisasi.
6.1. Penyesuaian Masyarakat Terhadap Perubahan
Keserasian
atau kesesuaian masyarakat adalah yang paling diidam-idamkan.
Keserasian tersebut ditandai dengan keadaan dimana lembaga-lembaga
kemasyarakatan yang pokok benar-benar berfungsi dan saling mengisi.
Sekali saja terjadi gangguan, masyarakat akan menolaknya atau mengubah
susunan lembaga-lembaga kemasyarakatannya. Hal ini menyebabnya masuknya
berbagai unsur-unsur baik yang baru maupun yang lama. Terkadang
unsur-unsur tersebut bertentangan dengan nilai dan norma pada
masyarakat. Hal ini berarti gangguan-gangguan terus menerus terjadi
terhadap keserasian masyarakat.
6.2. Saluran-Saluran Perubahan Sosial
Saluran-saluran
perubahan sosial adalah saluran-saluran yang dilalui oleh suatu proses
perubahan. Saluran tersebut berfungsi agar sesuatu perubahan dikenal,
diterima, diakui, serta dipergunakan oleh khalayak ramai, atau mengalami
proses institutionalization (pelembagaan). Saluran-saluran tersebut
adalah lembaga kemasyarakatan dalam berbagai bidang seperti
pemerintahan, ekonomi, pendidikan, dll. Pada suatu waktu, salah satu
lembaga kemasyarakatan akan menjadi saluran utama perubahan sosial dan
membawa akibat pada lembaga-lembaga kemasyarakatan lainnya karena
lembaga-lembaga tersebut merupakan suatu sistem yang saling terkait satu
sama lain.
6.3. Disintegrasi dan Reintegrasi
Perubahan
sosial dapat mengakibatkan terjadinya proses disintegrasi atau
reintegrasi. Disintegrasi atau disorganisasi adalah suatu proses
pudarnya norma-norma dan nilainilai dalam masyarakat yang disebabkan
perubahan-perubahan yang terjadi pada lembaga-lembaga kemasyarakatan.
Reintegrasi atau reorganisasi adalah proses pembentukan kembali
norma-norma dan nilai-nilai baru untuk menyesuaikan diri dengan
lembaga-lembaga kemasyarakatan yang mengalami perubahan. Reintegrasi
umumnya disebabkan oleh rasa kesatuan dan persatuan.
IPS
1. Pengertian Perubahan Sosial
Tidak
ada masyarakat yang tidak mengalami perubahan. Walaupun itu terjadi
secara tidak disadari. Namun, perubahan tersebut akan terasa ketika kita
membandingkan masyarakat tersebut dari masa lalu sampai masa kini.
Perubahan tersebut dapat dilihat dari cara berpakaian, cara bertutur,
cara belajar, perubahan norma, dan sebagainya. Perubahan yang terjadi
pada masyarakat tersebut disebabkah oleh banyaknya faktor-faktor yang
mempengaruhi. Karenanya perubahan yang terjadi di dalam masyarakat itu
dikatakan berkaitan dengan hal yang kompleks.
Menurut
Selo Soemardjan, pengertian perubahan sosial adalah perubahan-perubahan
pada lembaga-lembaga kemasyarakatan di dalam suatu masyarakat yang
mempengaruhi sistem sosialnya, termasuk di dalamnya nilai-nilai, sikap
dan pola perilaku di antara kelompok-kelompok dalam masyarakat.
Pengertian perubahan sosial di masing-masing ahli sosiologi bisa
berbeda-beda.
2. Penyebab Perubahan Sosial
Perubahan
sosial dalam kehidupan masyarakat terjadi karena masyarakat tersebut
menginginkan perubahan. Perubahan juga dapat terjadi karena adanya
dorongan dari luar sehingga masyarakat secara sadar ataupun tidak akan
mengikuti perubahan.
Perubahan berasal dari dua
sumber yaitu faktor acak dan faktor sistematis. Faktor acak meliputi
iklim, cuaca, atau karena adanya kelompok-kelompok tertentu. Faktor
sistematis adalah faktor perubahan sosial yang disengaja dibuat.
Keberhasilan faktor sistematis ditentukan oleh pemerintahan yang stabil
dan fleksibel, sumber daya yang cukup, dan organisasi sosial yang
beragam. Jadi, perubahan sosial biasanya merupakan kombinasi dari faktor
sistematis dengan beberapa faktor acak.
Menurut
Soerjono Soekanto, adanya faktor-faktor intern (dari dalam masyarakat)
dan ekstern (dari luar masyarakat) yang menyebabkan terjadinya perubahan
sosial dalam masyarakat. Faktor intern meliputi perubahan penduduk,
penemuan-penemuan baru, konflik dalam masyarakat, dan pemberontakan
(revolusi) dalam tubuh masyarakat. Sedangkan faktor ekstern meliputi
faktor alam yang ada di sekitar masyarakat berubah, peperangan, dan
pengaruh kebudayaan masyarakat lain.
3. Bentuk Perubahan Sosial
Bentuk
perubahan sosial dapat dikelompokkan menjadi tiga bentuk yaitu
perubahan evolusi dan perubahan revolusi, perubahan direncanakan dan
tidak direncanakan, dan perubahan berpengaruh besar dan berpengaruh
kecil.
3.1. Perubahan Evolusi dan Perubahan Revolusi
Perubahan
evolusi dan perubahan revolusi adalah bentuk perubahan sosial
berdasarkan lama perubahan sosial tersebut. Perubahan evolusi adalah
perubahan-perubahan sosial yang terjadi dalam waktu yang cukup lama dan
terjadi karena dorongan dan usaha-usaha masyarakat guna menyesuaikan
diri terhadap kebutuhan hidupnya. Sedangkan perubahan revolusi adalah
perubahan-perubahan sosial yang terjadi dalam waktu yang relatif cepat
dan terjadi karena ada ketidakpuasan masyarakat terhadap suatu keadaan.
Keduanya sama-sama tidak ada unsur kehendak atau perencanaan sebelumnya.
3.2. Perubahan Direncanakan dan Tidak Direncanakan
Perubahan
direncanakan dan tidak direncanakan adalah bentuk perubahan sosial
berdasarkan ada tidaknya perencanaan dalam perubahan sosial tersebut.
Perubahan yang direncanakan adalah perubahan-perubahan yang diperkirakan
atau yang telah direncanakan terlebih dahulu oleh pihak-pihak yang
hendak mengadakan perubahan di dalam masyarakat. Sedangkan perubahan
yang tidak direncanakan adalah perubahan yang tidak dikehendaki dan
terjadi di luar jangkauan masyarakat. Perubahan yang tidak direncanakan
biasanya diakibatkan karena bencana alam atau wabah penyakit.
3.3. Perubahan Berpengaruh Besar dan Berpengaruh Kecil
Perubahan
berpengaruh besar dan berpengaruh kecil adalah bentuk perubahan sosial
berdasarkan besar pengaruhnya terhadap masyarakat. Suatu perubahan
dikatakan berpengaruh besar jika perubahan tersebut mengakibatkan
terjadinya perubahan pada struktur kemasyarakatan, hubungan kerja,
sistem mata pencaharian, dan stratifikasi masyarakat. Sedangkan
perubahan berpengaruh kecil adalah perubahan-perubahan yang terjadi pada
struktur sosial yang tidak membawa pengaruh langsung atau berarti bagi
masyarakat. Perubahan berpengaruh kecil biasanya berupa mode atau tren
yang tidak semua masyarakat mengikutinya.
4. Faktor Pendorong dan Penghambat Perubahan Sosial
Di
dalam proses perubahan sosial juga terdapat pendorong (pengukung) dan
penghambat perubahan sosial. Hal ini dikarenakan oleh beberapa faktor.
Faktor pendorong membuat proses perubahan sosial menjadi lebih cepat
sedangkan faktor penghambat membuat proses perubahan sosial menjadi
lebih lambat bahkan gagal.
4.1. Faktor Pendorong Perubahan Sosial
Faktor
pendorong perubahan sosial adalah faktor yang mempercepat perubahan
sosial. Faktor tersebut meliputi kontak dengan masyarakat lain, difusi
(penyebaran unsur-unsur kebudayaan) dalam masyarakat, difusi antar
masyarakat, sistem pendidikan yang maju, sikap ingin maju, toleransi,
sistem stratifikasi (lapisan) sosial terbuka, penduduk yang heterogen
(bermacam-macam), ketidakpuasan terhadap kondisi kehidupan, orientasi ke
masa depan, nilai yang menyatakan bahwa manusia harus berusaha
memperbaiki nasibnya, disorganisasi (pertikaian) dalam keluarga), dan
sikap mudah menerima hal-hal baru.
4.2. Faktor Penghambat Perubahan Sosial
Perubahan
sosial tidak akan selalu berjalan mulus. Perubahan sosial seringkali
dihambat oleh beberapa faktor penghambat perubahan sosial. Faktor
tersebut meliputi kurangnya hubungan dengan masyarakat yang lain,
perkembangan ilmu pengetahuan yang terhambat, sikap masyarakat yang
tradisional, adat atau kebiasaan, kepentingan-kepentingan yang tertanam
kuat sekali, rasa takut akan terjadinya disintegrasi (meninggalkan
tradisi), sikap yang tertutup, hambatan yang bersifat ideologis, dan
hakikat hidup.
5. Teori Perubahan Sosial
Teori ini terdiri dari hukum tiga tahap, teori siklus, dan teori cultural lag.
5.1 Hukum Tiga Tahap
Hukum
ini menjelaskan kemajuan evolusionar umat manusia dari masa primitif
sampai peradaban abad kesembilan belas yang sangat maju. Hukum ini
dijelaskan oleh Auguste Comte. Hukum ini menyatakan bahwa manusia
berkembang melalui tiga tahap yaitu teologis, metafisik, dan positif.
Fase teologis adalah fase mencari kodrat dasar manusia. Fase metafisik
adalah tahap transisi antara fase teologis dan fase positif yang
ditandai dengan adanya kepercaaan akan hukum-hukum alam. Sedangkan fase
positif adalah fase yang ditandai dengan adanya kepercayaan akan data
empiris (berdasarkan pengalaman) sebagai sumber pengetahuan.
5.2. Teori Siklus
Teori
ini merupakan siklus perubahan sosial yang dikembangkan oleh Pitirim
Sorokin. Dia yakin bahwa tahap-tahap sejarah cenderung berulang. Setiap
tahap sejarah masyarakat memperlihatkan beberapa unsur terdahulu yang
kembali berulang. Pola-pola perubahan budaya jangka panjang bersifat
berulang-berubah. Dalam hal ini, teori ini berbeda dari hukum tiga tahap
yang percaya akan kemajuan yang mantap dalam perkembangan intelektual
manusia.
5.3. Teori Cultural Lag
Konsep ketertinggalan budaya (cultural lag) dikemukakan oleh William F Ogburn. Teori ini mengacu pada kebiasaan sosial dan pola-pola organisasi sosial yang tertinggal (lag behind).
Akibatnya adalah perubahan sosial selalu ditandai oleh ketegangan
antara kebudayaan materil dan nonmateril. Tentu saja hal ini
bertentangan dengan teori-teori yang sebelumnya yang menekankan
perubahan dalam bentuk pengetahuan atau pandangan dunia. Sedangkan teori
ini lebih menekankan pada segi kemajuan dalam kebudayaan materil
seperti penemuan-penemuan dan perkembangan teknologi.
6. Proses Perubahan Sosial
Perubahan
sosial terdiri dari beberapa proses. Proses itu dapat ditandai dengan
perubahan pada struktur lembaga-lembaga sosial. Proses-proses sosial
tersebut menyangkut penyesuaian masyarakat terhadap perubahan,
saluran-saluran perubahan, disorganisasi, dan reorganisasi.
6.1. Penyesuaian Masyarakat Terhadap Perubahan
Keserasian
atau kesesuaian masyarakat adalah yang paling diidam-idamkan.
Keserasian tersebut ditandai dengan keadaan dimana lembaga-lembaga
kemasyarakatan yang pokok benar-benar berfungsi dan saling mengisi.
Sekali saja terjadi gangguan, masyarakat akan menolaknya atau mengubah
susunan lembaga-lembaga kemasyarakatannya. Hal ini menyebabnya masuknya
berbagai unsur-unsur baik yang baru maupun yang lama. Terkadang
unsur-unsur tersebut bertentangan dengan nilai dan norma pada
masyarakat. Hal ini berarti gangguan-gangguan terus menerus terjadi
terhadap keserasian masyarakat.
6.2. Saluran-Saluran Perubahan Sosial
Saluran-saluran
perubahan sosial adalah saluran-saluran yang dilalui oleh suatu proses
perubahan. Saluran tersebut berfungsi agar sesuatu perubahan dikenal,
diterima, diakui, serta dipergunakan oleh khalayak ramai, atau mengalami
proses institutionalization (pelembagaan). Saluran-saluran tersebut
adalah lembaga kemasyarakatan dalam berbagai bidang seperti
pemerintahan, ekonomi, pendidikan, dll. Pada suatu waktu, salah satu
lembaga kemasyarakatan akan menjadi saluran utama perubahan sosial dan
membawa akibat pada lembaga-lembaga kemasyarakatan lainnya karena
lembaga-lembaga tersebut merupakan suatu sistem yang saling terkait satu
sama lain.
6.3. Disintegrasi dan Reintegrasi
Perubahan
sosial dapat mengakibatkan terjadinya proses disintegrasi atau
reintegrasi. Disintegrasi atau disorganisasi adalah suatu proses
pudarnya norma-norma dan nilainilai dalam masyarakat yang disebabkan
perubahan-perubahan yang terjadi pada lembaga-lembaga kemasyarakatan.
Reintegrasi atau reorganisasi adalah proses pembentukan kembali
norma-norma dan nilai-nilai baru untuk menyesuaikan diri dengan
lembaga-lembaga kemasyarakatan yang mengalami perubahan. Reintegrasi
umumnya disebabkan oleh rasa kesatuan dan persatuan.
Pada Hari Ini Kami Di berikan Tugas Untuk Membuat 5 Jenis-jenis interaksi beserta Contoh Interaksi Dan Manfaat interaksinya.
contohnya :
1. Mutualisme (Jenis Interaksi)
Tumbuhan Berbunga dan Lebah (Contoh Interaksi)
Bunga Menyediakan Makanan Untuk Lebah (ManfaatInterakasinya)
contohnya :
1. Mutualisme (Jenis Interaksi)
Tumbuhan Berbunga dan Lebah (Contoh Interaksi)
Bunga Menyediakan Makanan Untuk Lebah (ManfaatInterakasinya)
Protokol Jaringan Ethernet
Protokol Jaringan Ethernet merupakan protokol yang paling banyak digunakan. Ethernet menggunakan cara masuknya (access method ) yang dikenal sebagai CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection).
Ia merupakan suatu sistem di mana setiap
komputer menunggu instruksi melalui kabel sebelum mengirim pesan
melalui jaringan. Jika jaringan ditemukan tidak sibuk, barulah komputer
tersebut menyampaikan informasi atau pesan. Jika satu node lain
sebelumnya telah menyiarkan pesan melalui kabel, komputer tersebut akan
menunggu dan akan mencoba kembali ketika rute mengizinkan.
Terkadang ada dua komputer yang
kebetulan mengirim pesan pada waktu yang bersamaan. Bila kejadian ini
terjadi maka akan terjadilah tabrakan. Kedua komputer tersebut akan
mundur sementara sebelum mengirim pesan kembali. Dengan sistem
pengiriman yang sebegini, pelanggaran merupakan sesuatu yang lumrah.
Namun, keterlambatan yang terjadi akibat tabrakan dan pengiriman kembali
data itu tadi, adalah kecil dan biasanya tidak mempengaruhi kecepatan
transmisi data di dalam jaringan.
Protokol Jaringan
Ethernet biasanya digunakan untuk topologi linear bus, bintang atau
pepohonan. Data bisa dikirim menggunakan kabel pasangan berpintal (twisted pair), kabel sipaksi (coaxial) atau kabel fiber optik pada kecepatan 10 Mbps.
Protokol Jaringan Ethernet Cepat (FAST ETHERNET)
Untuk meningkatkan pengiriman informasi
yang lebih cepat, protokol Ethernet telah membangun suatu standar yang
mendukung dan memungkinkan 100 Mbs. Inilah yang dikenal sebagai Ethernet
pantas.Ethernet cepat membutuhkan penggunaan concentrator atau pusat
yang berbeda dan lebih mahal biayanya dan jaringan kartu antarmuka
(network interface card). Sebagai tambahan, kabel 5 pasangan berpintal (twisted pair) atau kabel fiber optik jika perlu.
Protokol Jaringan Local Talk
Local Talk adalah protokol jaringan yang dikembangkan oleh Apple Computer untuk Komputer Macintosh .
Cara yang digunakan oleh Local Talk disebut CSMA / CA (Carrier Sense
Multiple Access dengan Collision Avoidance). Ia hampir sama dengan CSMA /
CD kecuali komputer memberi sinyal sebelum data akan dikirim. Adapter
untuk Local Talk dan kabel pasangan berpintal yang khusus bisa digunakan
untuk menghubungkan satu seri komputer menggunakan port bersiri. Sistem operasi
Macintosh memungkinkan sitem operasi sesama client (peer-to-peer) tanpa
perlu perangkat lunak tambahan. Dengan penambahan versi file server dari perangkat lunak AppleShare, sistem klien-server (client-server) bleh dilaksanakan.
Protokol Local Talk
mengizinkan topologi linear bus atau topologi tree dengan menggunakan
kabel pasangan berpintal. Satu kekurangan kecil untuk Local Talk adalah
dari segi kecepatan. Kecepatan untuk pengiriman informasi untuk Local
Talk hanya 230 Kbps.
Protokol Jaringan Token Ring
Protokol Jaringan Token Ring
dikembangkan oleh perusahaan IBM pada pertengahan tahun 1980-an. Cara
masuknya (access method) menggunakan cara pengiriman informasi di dalam
suatu lingkaran.
Di dalam Token Ring, beberapa komputer
dihubungkan untuk memungkinkan sinyal tinggal di sepanjang online
jaringan komputer tersebut. Satu token elektronik
bergerak mengelilingi lingkaran dari satu komputer ke satu komputer dan
jika komputer tersebut tidak memiliki informasi untuk dikirim, ia akan
bergerak melewati komputer tersebut ke stasiun kerja berikutnya. Jika
komputer tersebut akan mengirimkan informasi, ia akan mengisi data atau
informasi kepada token yang datang kepadanya.
Token tersebut kemudian bergerak
melanjutkan perjalanannya hingga ia sampai ke komputer di mana data atau
informasi tersebut akan dikirim. Pada titik ini, data atau informasi
tersebut akan diperoleh oleh komputer yang menerima.
Protokol Jaringan Token Ring
menghendaki topologi Star-Ring (star-wired ring) dengan petunjuk kabel
pasangan berpintal (twisted pair) atau kabel fiber optik. Ia bisa
beroperasi pada kecepatan 4 Mbps atau 16 Mpbs. Oleh karena penggunaan
Ethernet yang semakin populer, lingkungan sekolah semakin kurang
menggunakan Gelang Token.
Protokol Jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
merupakan satu protokol jaringan
terutama untuk menghubungkan dua atau lebih jaringan area lokal, untuk
meliputi wilayah yang jauh jaraknya.
Cara masuk (access method) yang digunakan oleh FDDI juga melibatkan pengiriman token. FDDI
menggunakan topologi fisik Ring kembar. Pengiriman biasanya terjadi
pada salah satu dari token atau Ring, namun begitu jika terjadi
kegagalan di dalam jaringan, sistem tersebut akan menggerakkan informasi
secara otomatis menggunakan perjalanan jaringan yang kedua menciptakan
satu jaringan baru yang lengkap.
Kelebihan yang signifikan untuk penggunaan FDDI adalah kecepatan di dalam pengiriman informasi. Ia beroperasi menggunakan kabel fiber optik di 100 Mbps. Lengkapnya baca artikel Protokol jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
Jenis-jenis protokol jaringan
Protokol Jaringan Ethernet
Protokol Jaringan Ethernet merupakan protokol yang paling banyak digunakan. Ethernet menggunakan cara masuknya (access method ) yang dikenal sebagai CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection).
Ia merupakan suatu sistem di mana setiap
komputer menunggu instruksi melalui kabel sebelum mengirim pesan
melalui jaringan. Jika jaringan ditemukan tidak sibuk, barulah komputer
tersebut menyampaikan informasi atau pesan. Jika satu node lain
sebelumnya telah menyiarkan pesan melalui kabel, komputer tersebut akan
menunggu dan akan mencoba kembali ketika rute mengizinkan.
Terkadang ada dua komputer yang
kebetulan mengirim pesan pada waktu yang bersamaan. Bila kejadian ini
terjadi maka akan terjadilah tabrakan. Kedua komputer tersebut akan
mundur sementara sebelum mengirim pesan kembali. Dengan sistem
pengiriman yang sebegini, pelanggaran merupakan sesuatu yang lumrah.
Namun, keterlambatan yang terjadi akibat tabrakan dan pengiriman kembali
data itu tadi, adalah kecil dan biasanya tidak mempengaruhi kecepatan
transmisi data di dalam jaringan.
Protokol Jaringan
Ethernet biasanya digunakan untuk topologi linear bus, bintang atau
pepohonan. Data bisa dikirim menggunakan kabel pasangan berpintal (twisted pair), kabel sipaksi (coaxial) atau kabel fiber optik pada kecepatan 10 Mbps.
Protokol Jaringan Ethernet Cepat (FAST ETHERNET)
Untuk meningkatkan pengiriman informasi
yang lebih cepat, protokol Ethernet telah membangun suatu standar yang
mendukung dan memungkinkan 100 Mbs. Inilah yang dikenal sebagai Ethernet
pantas.Ethernet cepat membutuhkan penggunaan concentrator atau pusat
yang berbeda dan lebih mahal biayanya dan jaringan kartu antarmuka
(network interface card). Sebagai tambahan, kabel 5 pasangan berpintal (twisted pair) atau kabel fiber optik jika perlu.
Protokol Jaringan Local Talk
Local Talk adalah protokol jaringan yang dikembangkan oleh Apple Computer untuk Komputer Macintosh .
Cara yang digunakan oleh Local Talk disebut CSMA / CA (Carrier Sense
Multiple Access dengan Collision Avoidance). Ia hampir sama dengan CSMA /
CD kecuali komputer memberi sinyal sebelum data akan dikirim. Adapter
untuk Local Talk dan kabel pasangan berpintal yang khusus bisa digunakan
untuk menghubungkan satu seri komputer menggunakan port bersiri. Sistem operasi
Macintosh memungkinkan sitem operasi sesama client (peer-to-peer) tanpa
perlu perangkat lunak tambahan. Dengan penambahan versi file server dari perangkat lunak AppleShare, sistem klien-server (client-server) bleh dilaksanakan.
Protokol Local Talk
mengizinkan topologi linear bus atau topologi tree dengan menggunakan
kabel pasangan berpintal. Satu kekurangan kecil untuk Local Talk adalah
dari segi kecepatan. Kecepatan untuk pengiriman informasi untuk Local
Talk hanya 230 Kbps.
Protokol Jaringan Token Ring
Protokol Jaringan Token Ring
dikembangkan oleh perusahaan IBM pada pertengahan tahun 1980-an. Cara
masuknya (access method) menggunakan cara pengiriman informasi di dalam
suatu lingkaran.
Di dalam Token Ring, beberapa komputer
dihubungkan untuk memungkinkan sinyal tinggal di sepanjang online
jaringan komputer tersebut. Satu token elektronik
bergerak mengelilingi lingkaran dari satu komputer ke satu komputer dan
jika komputer tersebut tidak memiliki informasi untuk dikirim, ia akan
bergerak melewati komputer tersebut ke stasiun kerja berikutnya. Jika
komputer tersebut akan mengirimkan informasi, ia akan mengisi data atau
informasi kepada token yang datang kepadanya.
Token tersebut kemudian bergerak
melanjutkan perjalanannya hingga ia sampai ke komputer di mana data atau
informasi tersebut akan dikirim. Pada titik ini, data atau informasi
tersebut akan diperoleh oleh komputer yang menerima.
Protokol Jaringan Token Ring
menghendaki topologi Star-Ring (star-wired ring) dengan petunjuk kabel
pasangan berpintal (twisted pair) atau kabel fiber optik. Ia bisa
beroperasi pada kecepatan 4 Mbps atau 16 Mpbs. Oleh karena penggunaan
Ethernet yang semakin populer, lingkungan sekolah semakin kurang
menggunakan Gelang Token.
Protokol Jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
merupakan satu protokol jaringan
terutama untuk menghubungkan dua atau lebih jaringan area lokal, untuk
meliputi wilayah yang jauh jaraknya.
Cara masuk (access method) yang digunakan oleh FDDI juga melibatkan pengiriman token. FDDI
menggunakan topologi fisik Ring kembar. Pengiriman biasanya terjadi
pada salah satu dari token atau Ring, namun begitu jika terjadi
kegagalan di dalam jaringan, sistem tersebut akan menggerakkan informasi
secara otomatis menggunakan perjalanan jaringan yang kedua menciptakan
satu jaringan baru yang lengkap.
Kelebihan yang signifikan untuk penggunaan FDDI adalah kecepatan di dalam pengiriman informasi. Ia beroperasi menggunakan kabel fiber optik di 100 Mbps. Lengkapnya baca artikel Protokol jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
3. Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi
Pembentukan Standar ( ∆Hof )
Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut.
Contoh Soal :
Dari tabel entalpi pembentukan diatas, tentukan :
a. ∆H reaksi pembakaran C2H4 !
b. Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4
a. Reaksi pembakaran C2H4
C2H4(g) + 3 O2(g)→2CO2(g) + 2H2O(l)
∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi
= ( 2. ∆Hof CO2 + 2. .∆Hof H2O ) – ( 1. ∆HofC2H4 + 3. ∆Hof O2)
= ( 2 . -393,5 + 2. -285,8 ) – ( 1. 52,5 + 3. 0 )
= -787 – 571,6 + 52,5
= - 1306,1 kJ/mol
b. Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28
Mol C2H4 = 56/28 = 2 mol
∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -1306,1 kJ/mol )
= -2612,2 kJ
Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar
2612,2 kJ
4. Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan
Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap
yaitu :
I. Pemutusan ikatan pada pereaksi
II.Pembentukan ikatan pada produk
Misal, pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas
hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut :
Sesuai dengan hukum Hess, ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II.
∆H tahap-I = ∑ Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)
∆H tahap-II = -∑ Energi ikatan pada produk (yang terbentuk).
∆H reaksi = ∑ Energi ikatan pereaksi yang putus - ∑ Energi ikatan produk yang terbentuk
= ∑ Eruas kiri - ∑ Eruas kanan
TABEL ENERGI IKATAN
Penyelesaian :
........H
.........l
H – C – O-H +1 ½ O=O → O=C=O +2H-O-H
........l
.......H
∆H reaksi = ∑Epemutusan -∑Epembentukan
Pembentukan Standar ( ∆Hof )
Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut.
∆Hreaksi = ∑∆Hof produk - ∑∆Hof reaktan
TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT
Zat
|
D
|
Zat
|
D
|
H2(g)
|
0
|
C2H4(g)
|
+ 52,5
|
O2(g)
|
0
|
CCl4(g)
|
- 96,0
|
C(s)
|
0
|
NH3(g)
|
- 45,9
|
H2O(g)
|
- 241,8
|
NO2(g)
|
+ 33,2
|
H2O(l)
|
- 285,8
|
SO2(g)
|
- 296,8
|
CO2(g)
|
- 393,5
|
HCl(g)
|
- 92,3
|
CO(g)
|
-110,5
|
NO(g)
|
+ 90,3
|
Contoh Soal :
Dari tabel entalpi pembentukan diatas, tentukan :
a. ∆H reaksi pembakaran C2H4 !
b. Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4
a. Reaksi pembakaran C2H4
C2H4(g) + 3 O2(g)→2CO2(g) + 2H2O(l)
∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi
= ( 2. ∆Hof CO2 + 2. .∆Hof H2O ) – ( 1. ∆HofC2H4 + 3. ∆Hof O2)
= ( 2 . -393,5 + 2. -285,8 ) – ( 1. 52,5 + 3. 0 )
= -787 – 571,6 + 52,5
= - 1306,1 kJ/mol
b. Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28
Mol C2H4 = 56/28 = 2 mol
∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -1306,1 kJ/mol )
= -2612,2 kJ
Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar
2612,2 kJ
4. Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan
Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap
yaitu :
I. Pemutusan ikatan pada pereaksi
II.Pembentukan ikatan pada produk
Misal, pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas
hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut :

∆H tahap-I = ∑ Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)
∆H tahap-II = -∑ Energi ikatan pada produk (yang terbentuk).
∆H reaksi = ∑ Energi ikatan pereaksi yang putus - ∑ Energi ikatan produk yang terbentuk
= ∑ Eruas kiri - ∑ Eruas kanan
TABEL ENERGI IKATAN
Ikatan
|
E (kJ/mol)
|
Ikatan
|
E (kJ/mol)
|
H-H
|
436
|
O=O
|
498
|
H-C
|
415
|
C≡N
|
891
|
H-N
|
390
|
F-F
|
160
|
C-C
|
345
|
Cl-Cl
|
243
|
C≡C
|
837
|
H-Cl
|
432
|
C-O
|
350
|
C=C
|
611
|
C=O
|
741
|
I-I
|
150
|
C-Cl
|
330
|
N=N
|
418
|
O-H
|
450
|
C-F
|
485
|
Penyelesaian :
........H
.........l
H – C – O-H +1 ½ O=O → O=C=O +2H-O-H
........l
.......H
∆H reaksi = ∑Epemutusan -∑Epembentukan
= { (3.Ec-H)+( 1.EO-H) +(1.EC-O)+ (1 ½ EO=O)} – {(2.EC=O)
+(4.EO-H)}
= {(3.415)+(1.460)+(1.350)+1 ½.498)} –{(2.741)+(4.460)}
= 2802-3322
= -520 kJ/mol
KIMIA
3. Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi
Pembentukan Standar ( ∆Hof )
Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut.
Contoh Soal :
Dari tabel entalpi pembentukan diatas, tentukan :
a. ∆H reaksi pembakaran C2H4 !
b. Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4
a. Reaksi pembakaran C2H4
C2H4(g) + 3 O2(g)→2CO2(g) + 2H2O(l)
∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi
= ( 2. ∆Hof CO2 + 2. .∆Hof H2O ) – ( 1. ∆HofC2H4 + 3. ∆Hof O2)
= ( 2 . -393,5 + 2. -285,8 ) – ( 1. 52,5 + 3. 0 )
= -787 – 571,6 + 52,5
= - 1306,1 kJ/mol
b. Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28
Mol C2H4 = 56/28 = 2 mol
∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -1306,1 kJ/mol )
= -2612,2 kJ
Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar
2612,2 kJ
4. Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan
Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap
yaitu :
I. Pemutusan ikatan pada pereaksi
II.Pembentukan ikatan pada produk
Misal, pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas
hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut :
Sesuai dengan hukum Hess, ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II.
∆H tahap-I = ∑ Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)
∆H tahap-II = -∑ Energi ikatan pada produk (yang terbentuk).
∆H reaksi = ∑ Energi ikatan pereaksi yang putus - ∑ Energi ikatan produk yang terbentuk
= ∑ Eruas kiri - ∑ Eruas kanan
TABEL ENERGI IKATAN
Penyelesaian :
........H
.........l
H – C – O-H +1 ½ O=O → O=C=O +2H-O-H
........l
.......H
∆H reaksi = ∑Epemutusan -∑Epembentukan
Pembentukan Standar ( ∆Hof )
Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut.
∆Hreaksi = ∑∆Hof produk - ∑∆Hof reaktan
TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT
Zat
|
D
|
Zat
|
D
|
H2(g)
|
0
|
C2H4(g)
|
+ 52,5
|
O2(g)
|
0
|
CCl4(g)
|
- 96,0
|
C(s)
|
0
|
NH3(g)
|
- 45,9
|
H2O(g)
|
- 241,8
|
NO2(g)
|
+ 33,2
|
H2O(l)
|
- 285,8
|
SO2(g)
|
- 296,8
|
CO2(g)
|
- 393,5
|
HCl(g)
|
- 92,3
|
CO(g)
|
-110,5
|
NO(g)
|
+ 90,3
|
Contoh Soal :
Dari tabel entalpi pembentukan diatas, tentukan :
a. ∆H reaksi pembakaran C2H4 !
b. Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4
a. Reaksi pembakaran C2H4
C2H4(g) + 3 O2(g)→2CO2(g) + 2H2O(l)
∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi
= ( 2. ∆Hof CO2 + 2. .∆Hof H2O ) – ( 1. ∆HofC2H4 + 3. ∆Hof O2)
= ( 2 . -393,5 + 2. -285,8 ) – ( 1. 52,5 + 3. 0 )
= -787 – 571,6 + 52,5
= - 1306,1 kJ/mol
b. Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28
Mol C2H4 = 56/28 = 2 mol
∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -1306,1 kJ/mol )
= -2612,2 kJ
Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar
2612,2 kJ
4. Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan
Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap
yaitu :
I. Pemutusan ikatan pada pereaksi
II.Pembentukan ikatan pada produk
Misal, pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas
hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut :

∆H tahap-I = ∑ Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)
∆H tahap-II = -∑ Energi ikatan pada produk (yang terbentuk).
∆H reaksi = ∑ Energi ikatan pereaksi yang putus - ∑ Energi ikatan produk yang terbentuk
= ∑ Eruas kiri - ∑ Eruas kanan
TABEL ENERGI IKATAN
Ikatan
|
E (kJ/mol)
|
Ikatan
|
E (kJ/mol)
|
H-H
|
436
|
O=O
|
498
|
H-C
|
415
|
C≡N
|
891
|
H-N
|
390
|
F-F
|
160
|
C-C
|
345
|
Cl-Cl
|
243
|
C≡C
|
837
|
H-Cl
|
432
|
C-O
|
350
|
C=C
|
611
|
C=O
|
741
|
I-I
|
150
|
C-Cl
|
330
|
N=N
|
418
|
O-H
|
450
|
C-F
|
485
|
Penyelesaian :
........H
.........l
H – C – O-H +1 ½ O=O → O=C=O +2H-O-H
........l
.......H
∆H reaksi = ∑Epemutusan -∑Epembentukan
= { (3.Ec-H)+( 1.EO-H) +(1.EC-O)+ (1 ½ EO=O)} – {(2.EC=O)
+(4.EO-H)}
= {(3.415)+(1.460)+(1.350)+1 ½.498)} –{(2.741)+(4.460)}
= 2802-3322
= -520 kJ/mol
