TUGAS MANDIRI 6~ FISIKA DASAR1 KAMPUS MILENIAL ITBITUGAS MANDIRI 3~ FISIKA DASAR1 KAMPUS MILENIAL ITBI

 Nama : Mega Lidia Lubis

Kelas : pagi

Jurusan:Teknik Informatika

Soal

A. Pertanyaan berikut terkait Induksi Magnet

1. Jelaskan pengertian induksi elektromagnetik

2. Jelaskan cara-cara menimbulkan GGL Induksi

3. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL Induksi

4. Buatlah konsep dari generator DC dan Generator AC

5. Jelaskan secara singkat pengertian transformator dan bagaimana konsep penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh

B. Pertanyaan berikut terkait Rangkaian Arus Bolak Balik

6. Jelaskan konsep rangkaian hambatan murni

7. Jelaskan konsep rangkaian induktor

8. Jelaskan konsep rangkaian kapasitor

9. Sebuah generator AC menghasilkan tegangan sebesar (V­t = 240sin 30t) volt dan arus (It = 40sin 30t) ampere. Tentukan

a. Tegangan dan arus maksimum

b. Sudut frekuensi

c. Perioda

d. Tegangan dan arus rata-rata

 Jawab :

1.Induksi elektromagnetik adalah gejala munculnya gaya gerak listrik induksi (GGL Induksi) dan arus listrik induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan. Proses induksi elektromagnetik melibatkan konduktor yang diletakkan dengan posisi tertentu dan medan magnet. Cara lainnya adalah konduktor yang digerakkan di dalam medan magnet yang tetap. Hal tersebut menyebabkan kehadiran tegangan atau gaya gerak listrik (GGL) pada konduktor

2. Cara menimbulkan GGL Induksi:

• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan

  Saat menggerakkan magnet masuk keluar kumparan akan menimbulkan ggl induksi. Kutub utara pada magnet bergerak mendekati kumparan akan menghasilkan arus listrik induksi yang bergerak dari utara ke selatan sehingga menimbulkan ggl induksi. Demikian pula ketika kutub utara bergerak menjauhi kumparan atau magnet bergerak keluar dari kumparan, arah arus listrik induksinya bergerak berlawanan arah ketika magnet masuk kumparan dan menimbulkan ggl induksi

• Memutar magnet didepan kumparan

   Hal ini hampir sama ketika memasukkan magnet kedalam kumparan kemudian mengeluarkannya. Begitupun ketika magnet tersebut diputar di depan kumparan dimana dihadapkan pada kutub magnet bergantian dari kutub utara ke selatan sehingga menimbulkan ggl induksi

• Memutus-mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder
• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.
• Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum Lents : Arah arus listrik induksi sedemikian rupa sehingga melawan perubahan medan magnet yang ditimbulkan

3. faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL Induksi:

*GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan

   Jumlah lilitan kumparan sebanding dengan ggl induksi.

*Sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan

   Kecepatan perubahan flug magnet atau jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan. Dan juga kuat medan magnet dapat mempengaruhi besar ggl induksi

4. Konsep dari generator DC dan generator AC

· Generator DC

   Generator DC adalah generator yang menghasilkan arus listrik searah. Pada generator DC terdapat sebuah cincin yang terbelah ditengahnya yang disebut cincin belah dan komutator. Konsep dari generator DC adalah salah satu bagian dari komutator selalu memiliki kutub magnet kemudian medan magnet dihubungkan pada magnet tersebut. Hal inilah yang menyebabkan arah arus listrik induksi yang mengalir dalam satu arah yang menyebabkan lampu menyala hanya sekali sehingga dinamakan arah arus listrik searah

· Generator AC

   Generator AC adalah generator arus bolak balik atau alternator yaitu generator yang menghasilkan arus listrik searah. Pada generator ini terdapat 2 cincin luncur. Konsepnya adalah ketika ujung kumparan yang berada dalam medan magnetic terhubung pada cincin 1 dan cincin 2 maka terjadi arus induksi pada kumparan. Arus induksi ini mengalir melalui brush sehingga lampu menyala. Saat posisi kumparan tegak lurus terhadap arah medan magnetiknya, arus induksi berhenti mengalir sehingga lampu padam. Beberapa saat setelah kumparan melanjutkan putarannya, arus listrik induksi mengalir kembali dalam kumparan tetapi dengan arah yang berbeda sehingga lampu menyala kembali. Karena terjadi bolak baliknya arus listrik yang dihasilkan maka disebut arus bolak balik

5. Pengertian transformator dan bagaimana konsep penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh:

     Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan arus listrik bolak balik (AC). Konsep penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh misalnya adalah pembangkit listrik. Pembangkit listrik biasanya dibangun jauh dari pemukiman warga. Proses pengiriman energi listrik kepada konsumen yang jaraknya jauh disebut transmisi energi listrik jarak jauh. Untuk menyalurkannya, tegangan yang dihasilkan generator pembangkit listrik perlu dinaikkan mencapai ratusan ribu volt. maka dari itu, diperlukan transformator step up. Tegangan tinggi ditransmisikan melalui kabel jaringan listrik yang panjang menuju konsumen, sebelum masuk kerumah penduduk tegangan diturunkan menggunakan transformator step down. Dengan ini akan diperoleh beberapa keuntungan, yaitu energi yang hilang dalam perjalanan dapat dikurangi dan kawat penghantar yang diperlukan dapat lebih kecil serta harganya lebih murah

6. Konsep rangkaian hambatan murni:

    Rangkaian hambatan murni terdiri dari tegangan sesaat (V) dan arus sesaat (I) yang dimana keduanya memiliki hubungan sepassa/fasenya sama. Jika arus I sampai puncak, maka tegangan V pun sampai puncak. Begitupun saat arus I sampai lembah, maka tegangan V pun sampai lembah. Mereka selalu beriringan

7. Konsep rangkaian induktor:

    Sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi diri L dipasangkan tegangan bolak balik V, maka pada ujung-ujung kumparan timbul GGL Induksi. Hubungan antara V dan I berbeda fase ½ π dengan I tertinggal terhadap V. Jika I berada di puncak V berada di lembah begitupun ketika I berada di lembah, maka V berada di puncak

8. Konsep rangkaian kapasitor:

 Sebuah kapasitor dengan kapasitas C dihubungkan dengan tegangan bolak balik V, maka pada kapasitor itu menjadi bermuatan, sehingga pada platnya mempunyai beda potensial. Hubungan antara V dan I berbeda fase ½ π dengan I mendahuluo terhadap V. Jika I berada di puncak maka V pun berada di puncak namun dengan perbedaan fase ½ π dimana I lebih mendahului V. Begitu sebaliknya jika I berada di lembah, maka V berada di lembah dengan fase berbeda.

9. Sebuah generator AC menghasilkan tegangan sebesar (V­t = 240sin 30t) volt dan arus (It = 40sin 30t) ampere. Tentukan

a. Tegangan dan arus maksimum

Penyelesaian:

Rumus : Vt = Vm sin wt dan it = Im sin Wt

Dari persamaan diketahui bahwa:

Vm = 240 volt dan Im = 40 A

b. Sudut frekuensi

Penyelesaian:

Sudut frekuensi w = 30 rad/det

c. Perioda

Penyelesaian:

T = 1/f → T = 1/2,38 = 0,420

d. Tegangan dan arus rata-rata

Penyelesaian:

Vrata-rata = 2V/π dan Irata-rata = 2Im/­π

Vr = 2·240/π = 152,77

Ir = 2.40/π = 25,45

 

TUGAS MANDIRI 5~ FISIKA DASAR1 KAMPUS MILENIAL ITBITUGAS MANDIRI 3~ FISIKA DASAR1 KAMPUS MILENIAL ITBI

 Nama      : Mega Lidia Lubis

jurusan: Teknik informatika 

Kelas      :pagi

Soal

1) Seutas kawat dialiri arus listrik i = 0,2 Ampere. Tentukan besarnya induksi medan magnet pada titik A yang berjarak 6 meter dari kawat. 

Jawab:

2) Seutas kawat dialiri arus listrik i = 0,6 Ampere. Tentukan besarnya induksi medan magnet pada titik B yang berjarak 0,1 meter dari kawat. 

Jawab:

3) Seutas kawat dialiri arus listrik i = 10 Ampere. Tentukan besarnya induksi medan magnet pada titik C yang berjarak 5 meter dari kawat. 

Jawab:

4) Jelaskan mengapa bumi memiliki medan magnet dan apa kegunaan dari adanya medan magnet bumi.?

Jawab:

    Bumi bersifat sebagai magnet dengan mengasumsikan bahwa di pusat bumi terdapat sebuah batang magnet yang mengarah dari utara ke selatan geografis bumi dan ujung selatan magnet mengarah ke utara geografis bumi.

    Selain bumi, semua planet di tata surya memiliki medan magnet. Medan magnet ini dihasilkan oleh cairan didalam inti bumi yang menghasilkan Listrik dan Arus Listrik. Adanya medan magnet berfungsi untuk melindungi bumi dengan menangkal radiasi kosmik terutama radiasi dari bintang terdekat. Radiasi kosmik adalah partikel listrik yang dihasilkan oleh matahari atau benda-benda langit lainnya. Medan magnet bumi berfungsi untuk melindungi penduduk bumi dari radiasi kosmik yang mengancam kesehatan. Disamping itu, medan magnet bumi juga berfungsi untuk mematulkan sebagian besar angin matahari. Dimana, arus partikel bermuatan dari matahari yang mampu mengionisasi lapisan atmosfir bumi.

Kegunaan medan magnet:

      Kegunaan dari adanya medan magnet bumi bisa kita dapatkan dari kehidupan kita sehari-hari terutama dalam dunia transportasi baik penerbangan, kapal laut maupun angkutan darat, dimana medan magnet bumi dapat membantu manusia dalam menentukan arah atau navigasi melalui kompas maupun satelit dan GPS.

5) Sebutkan dan jelaskan penggunaan gaya magnet dalam kehidupan sehari-hari?

Jawab:

1. Motor listrik

   Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi kinetik. Dasar kerja motor listrik ini hampir sama dengan dasar kerja sebuah galvanometer.

  Apabila arus listrik dialirkan melalui kumparan, permukaan kumparan yang bersifat sebagai kutub utara bergerak menghadap selatan magnet. Permukaan yang bersifat sebagai kutub selatan bergerak menghadap ke kutub utara magnet. Setelah itu maka kumparan berhenti berputar.

2. Relai

   Relai merupakan suatu alat dengan sebuah sakelar, untuk menutup relai digunakan magnet listrik. Arus yang relatif kecil dalam kumparan magnet listrik dapat digunakan untuk menghidupkan arus yang besar tanpa terjadi hubungan listrik antara kedua rangkaian.

3. Kereta maglev

    Maglev merupakan kereta api yang menerapkan konsep magnet listrik untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Kata “Maglev” berasal dari magnetic levitation. Kereta api ini dipasangi magnet listrik di bawahnya yang bergerak pada jalur bermagnet listrik. Magnet tolak-menolak sehingga kereta api melayang tepat di atas jalur lintasan. Gesekan kereta api dengan jalur lintasan berkurang sehingga kereta api bergerak lebih cepat.

3. Kartu ATM dan kartu kredit

    Kartu ATM dan kartu kredit memiliki jalur magnet yang berisi informasi. Kartu kredit, kartu debit, dan kartu ATM. Semua kartu ini memiliki jalur bermagnet pada sisi-sisnya. Jalur ini mengandung informasi yang dibutuhkan untuk menghubungi institusi keuangan pribadi dan menghubungkan dengan rekening bank

4.Mikrofon dan speaker 

    Mikrofon dan speaker menggunakan kombinasi magnet permanen dan elektromagnetik. Loudspeaker merupakan kombinasi magnet permanen dan elektromagnetik. Loudspeaker pada dasarnya perangkat yang mengkonversi energi listrik (sinyal) ke energi mekanik (suara). Elektromagnetik membawa sinyal, yang menghasilkan perubahan bidang megnet dan menarik bidang yang ada pada magnet permanen. Pergerakan penarikan dan penolakan menggerakkan kon, yang menghasilkan suara. Kebanyakan speaker tergantung kepada teknologi ini, tetapi ada juga yang menggunakan konsep yang berbeda.Mikrophon memiliki kon atau selaput yang terlekat pada gelongan kabel. Gelung itu terletak dalam megnet berbentuk khusus. Bila suara mengegarkan selaput maka gelung itu turut bergetar dan menghasilkan voltage saat ia melalui medan magnet. Voltage dalam kabel ini adalah sinyal listrik yang mewakili suara asal.

5.Media rekaman magnetik:

   Tape VHS biasa mengandung golongan tape bermagnet. Informasi yan memproduksi video dan suara dikodekan pada lapisan bermagnet pada tape. 

6.Transformer / trafo : 

   Transformator merupakan perangkat yang mengkonversi energi listrik antara dua perangkat yang terpisah mengngunakan listrik melalui konektor magnet.

7.Ujung obeng

   Ujung obeng dibuat bermagnet agar sekrup yang akan dipasangkan menempel pada ujung obeng sehingga mudah memasangnya.

8. Saklar Listrik

  Berfungsi sebagai alat untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik yang mengalir pada rangkaian listrik. Ketika saklar membentuk rangkaian tertutup, maka lilitan kawat akan berfungsi sebagai electromagnet yang menarik ujung besi kebawah. Setelah ujung besi ditarik ke bawah, maka ujung besi yang lainnya akan saling bersentuhan untuk mengalirkan arus listrik