FISIKA SMA NEGERI 3 BATU Gaya Lorentz Terdapat banyak alat listrik di sekitar kita yang menggunakan motor listrik untuk bekerja, seperti kipas listrik, bor listrik, dan mobil mainan. Jika motor listrik dibongkar, kita akan menemukan kumparan dan magnet permanen seperti pada gambar berikut; Motor Listrik Arus Searah Gambar di atas adalah gambar motor listrik setelah dibongkar, tutup belakangnya dibuka. Pada tutup belakang terdapat 2 sikat yang masing-masing terhubung dengan terminal tegangan A dan B. Tegangan dimasukkan melalui terminal dan sikat ini menuju kumparan. Setelah diberi tegangan, kumparan tersebut akan dialiri oleh arus listrik. Ketika arus listrik melewati medan magnet dari sepasang magnet permanen, maka arus listrik itu (kawat berarus listrik itu) terkena gaya magnet atau gaya Lorentz. Arah Gaya Lorentz tergantung pada arah arus listrik dan arah medan magnet. Misalkan, di dekat magnet kiri dikehendaki gaya Lorentz nya mengarah ke atas dan, sudah pasti agar berputar, g...
Dapatkan link
Facebook
X
Pinterest
Email
Aplikasi Lainnya
Pertemuan 6
Dapatkan link
Facebook
X
Pinterest
Email
Aplikasi Lainnya
FISIKA SMA NEGERI 3 BATU
Pertemuan 6
A. Arus Transien Kapasitor
Pada pertemuan 5, kalian telah menyaksikan praktik pengisian dan pengosongan (pengurasan) kapasitor. Hasilnya adalah penurunan tegangan kapasitor secara berangsur-angsur, di mana lamanya penurunan tegangan sebanding dengan besar kapasitansi kapasitor dan besar resistansi resistor. Jadi, dengan tegangan pengisi yang sama, semakin besar kapasitansi maka semakin banyak muatan yang tersimpan (yang akan dikosongkan) dan semakin lama pengosongannya. Selain itu, semakin besar resistansi atau penghambatnya maka jumlah muatan yang dikeluarkan setiap saatnya semakin sedikit, dan dampaknya adalah waktu pengurasan akan semakin lama. Setelah terkuras tidak ada lagi arus listrik yang mengalir. Dengan begitu, arus pada peristiwa bersifat sementara.
Arus sementara seperti dalam peristiwa pengurasan kapasitor disebut arus transien. Pola grafik tegangan kapasitor pada peristiwa pengurasan dapat dilihat di video berikut:
Pada video terlihat ada saklar yang berfungsi untuk menyambungkan dan memutuskan baterai dengan kapasitor. Ketika saklar tersambung, maka baterai mengisi kapasitor dan tegangan kapasitor langsung "full" sama dengan tegangan baterai (12 V), setelah saklar terputus maka baterai terputus dan mulailah pengosongan atau pengurusan kapasitor. Grafik arus transien bersifat khas yaitu melengkung secara eksponensial pangkat negatif dengan rumus;
Ketika saklar ditutup, maka kapasitor netral (dinetralkan/dikuras) secara cepat dan dianggap tidak ada karena kedua kakinya terhubung singkat. Akibatnya, tegangan resistor sama dengan tegangan baterai dan tegangan kapasitor adalah nol. Ketika saklar dibuka, maka mulailah pengisian kapasitor secara berangsur-angsur karena pengisiannya (jalannya arus) terhambat oleh resistor. Selain itu, waktu yang dibutuhkan untuk mengisi kapsitor juga sebanding dengan kapasitansi kapasitor tersebut. Asal tahu saja, kapasitansi dapat diibaratkan volume tandon air dan resistansi dapat diibaratkan bukaan keran, semakin besar bukaan, maka semakin kecil hambatan. Arus transien pada peristiwa pengosongan kapasitor mengikuti rumus:
Tegangan transien pada peristiwa pengosongan kapasitor mengikuti rumus:
Faktor waktu inilah yang kemudian dimanfaatkan oleh rangkaian elektronik yang berguna, seperti timer timer, adaptor (sebagai perata arus), dan osilator (seperti dalam komputer atau jam digital).
B. Rangkaian Kapasitor
Dasar dari rangkaian elektronika/listrik adalah rangkaian seri dan paralel, baik itu pada komponen resistor, kapasitor, maupun induktor. Rumus kapasitansi total atau kapasitansi ekivalen dari rangkaian seri kapasitor mirip dengan rumus kapasitansi total rangkaian paralel resistor, dan rumus kapasitansi total atau kapasitansi ekivalen dari rangkaian paralel kapasitor mirip dengan rumus kapasitansi total rangkaian seri resistor. Jika dua atau lebih kapasitor dirangkai maka kapasitansi totalnya menjadi lebih besar dari kapasitansi terbesar dalam rangkaian tersebut. Sebaliknya, jika dua atau lebih kapasitor dirangkai seri maka nilai kapasitansi totalnya lebih kecil daripada kapasitansi terkecil dalam rangkaian. Untuk mempelajari rangkaian kapasitor silahkan unduh dan baca Materi Listrik Statis halaman 13-20. Pembuktian secara praktik rumus-rumus rangkaian seri dan paralel kapasitor ada pada video berikut:
Setelah menyaksikan video di atas, silahkan unduh dan baca dokumen perhitungan kapasitansi total rangkaian kapasitor dalam video di sini untuk membandingkan hasil pengukuran dan hasil perhitungan.
