Seismometer

Seismometer

Gempa bumi merupakan gerakan tanah secara tiba-tiba dari suatu region dan bersifat transient. Hampir 90%, merupakan gempa bumi tektonik (tectonic events), 10% sisanya merupakan gempabumi volkanik, runtuhan, dan buatan (man-made). Gempa bumi dapat terjadi kapan saja di seluruh bumi, di ujung lempeng (plate edges) dan sepanjang patahan/sistem sesar (faults). Sebagian besar gempabumi terjadi diujung lempeng samudera (oceanic plate) dan lempeng benua (continental plate). Lempeng-lempeng bumi senantiasa bergerak, satu lempeng menunjam pada lempeng lain (kovergen), saling mendorong menjauh (divergen) atau berpapasan (transform). Pada dasarnya setiap gerakan tanah (bumi) dapat diukur dengan menggunakan alat yang kita sebut dengan “ Seismometer “ atau disebut juga Seismograf. Secara garis besar instrumentasi di dalam seismiometer terdiri atas instrumentasi mekanik yaitu untuk merekam pergerakan tanah dan instrumentasi elektromagnetik untuk merespon kecepatan gerakan tanah (ground motion). Makalah ini akan membahas tentang seismometer, prinsip kerja seismometer, tipe-tipe seismometer dan persamaan pada seismometer. 

1. Pengertian Seismometer

2. Prinsip Seismometer

3. Persamaan Seismometer

4. Efek Redaman
5. Tipe-tipe Seismometer

Silahkan download makalahnya lengkap di sini

Read More

Rangkaian Penyearah

Penggunaan dioda yang paling umum adalah sebagai penyearah. Penyearah adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah. Penyearah dengan dioda mengikuti sifat dioda yang akan menghantar pada satu arah dengan drop tegangan yang kecil yaitu sebesar 0,7 volt. Ada dua type rangkaian penyearah dengan menggunakan dioda yaitu penyearah gelombang penuh dan penyearah setengah gelombang yang mana kedua rangkaian tersebut akan diuji pada praktikum.

Read More

KARAKTERISTIK DIODA

Kita dapat menyelidiki karakteristik statik dioda, dengan cara memasang dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Kurva karakteristik statik dioda merupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda, terhadap tegangan VD, beda tegang antara titik a dan b (lihat gambar 1 dan gambar 2)

Karakteristik statik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (Vab) dan arus yang melalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara, yaitu mengubah VDD.Bila arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab, kita peroleh karakteristik statik dioda. Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif) dioda dikatakan mendapat bias forward. Bila VD negatip disebut bias reserve atau bias mundur. Pada gambar 2 VC disebut cut-in-voltage, IS arus saturasi dan VPIV adalah peak-inverse voltage. Bila harga VDD diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai karakteristik statik dioda dan kita tahu harga VDD dan RL, maka harga

arus ID dan VD dapat kita tentukan sebagai berikut. Dari gambar 1 diperoleh :

VDD = Vab + (I· RL) atau I = -(Vab/RL) + (VDD / RL)

Bila hubungan di atas kita lukiskan pada karakteristik statik dioda kita akan mendapatkan garis lurus dengan kemiringan (1/RL). Garis ini disebut garis beban (load line). Ini ditunjukkan pada gambar 3. Kita lihat bahwa garis beban memotong sumbu V dioda pada harga VDD yaitu bila arus I=0, dan memotong sumbu I pada harga (VDD/RL). Titik potong antara karakteristik statik dengan garis beban memberikan harga tegangan dioda VD(q) dan arus dioda ID(q). Dengan mengubah harga VDD kita akan mendapatkan garis-garis beban sejajar seperti pada gambar 3. Bila VDD<0 dan |VDD| < VPIV maka arus dioda yang mengalir adalah kecil sekali, yaitu arus saturasi IS. Arus ini mempunyai harga kira-kira 1 μA untuk dioda silikon.

Read More

PENGUAT OPERASIONAL AMPLIFIER (OP-AMP)

Penguat operasional (opamp) adalah suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Opamp biasa terdapat di pasaran berupa rangkaian terpadu (integrated circuit-IC).

Penguat membalik :

Penguat tak-membalik  :

Untuk download file selengkapnya silahkan Klik di sini

Read More

BAHAN SEMIKONDUKTOR

Semikonduktor Intrinsik (murni)

Silikon dan germanium merupakan dua jenis semikonduktor yang sangat penting dalam elektronika. Keduanya terletak pada kolom empat dalam tabel periodik dan mempunyai elektron valensi empat. Struktur kristal silikon dan germanium berbentuk tetrahedral dengan setiap atom memakai bersama sebuah elektron valensi dengan atom-atom tetangganya. Gambar 6.1 memperlihatkan bentuk ikatan kovalen dalam dua dimensi. Pada temperatur mendekati harga nol mutlak, elektron pada kulit terluar terikat dengan erat sehingga tidak terdapat elektron bebas atau silikon bersifat sebagai insulator.

Gambar 6.1 Ikatan kovalen silikon dalam dua dimensi

Energi yang diperlukan mtuk memutus sebuah ikatan kovalen adalah sebesar 1,1 eV untuk silikon dan 0,7 eV untuk germanium. Pada temperatur ruang (300K), sejumlah elektron mempunyai energi yang cukup besar untuk melepaskan diri dari ikatan dan tereksitasi dari pita valensi ke pita konduksi menjadi elektron bebas (gambar 6.2).

Gambar 6.2 a) Struktur kristal silikon memperlihatkan adanya sebuah ikatan kovalen

yang terputus

Besarya energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari pita valensi ke pita konduksi ini disebut energi terlarang (energy gap). Jika sebuah ikatan kovalen terputus, maka akan terjadi kekosongan atau lubang (hole). Pada daerah dimana terjadi kekosongan akan terdapat kelebihan muatan positif, dan daerah yang ditempati elektron bebas mempunyai kelebihan muatan negatif. Kedua muatan inilah yang memberikan kontribusi adanya aliran listrik pada semikonduktor murni. Jika elektron valensi dari ikatan kovalen yang lain mengisi lubang tersebut, maka akan terjadi lubang baru di tempat yang lain dan seolah-olah sebuah muatan positif bergerak dari lubang yang lama ke lubang baru.

Untuk download file selengkapnya silahkan Klik di sini

Read More

KOMPONEN DAN RANGKAIAN AC

Isyarat AC merupakan bentuk gelombang yang sangat penting dalam bidang elektronika. Isyarat AC biasa ditulis sebagai : A sin (w t +q )

dimana A merupakan amplitudo (harga puncak), q adalah fase awal dan w adalah frekuensi. Perlu dipertegas di sini bahwa w biasa disebut frekuensi anguler dengan satuan radian per detik (rad s-1), sedangkan f biasa digunakan untuk menunjukkan frekuensi dari sumber tegangan dengan satuan hertz (Hz). Dalam satu periode, fase dari gelombang sinus berubah dengan 1 putaran (cycle), atau 2p radian, karenanya kedua frekuensi mempunyai hubungan w = 2pf dimana biasanya berharga f = 50 atau 60 Hz. Alasan utama penggunaan tegangan AC adalah karena kemudahannya untuk ditransmisikan pada tegangan tinggi dan dengan arus yang rendah, kemudian dengan mudah tegangannya dapat diturunkan dengan menggunakan transformator. Beberapa

tipe isyarat yang penting untuk interval frekuensi antara lain:

50 HZ : sumber daya ac

20 - 20000 Hz : isyarat audio

0,5 - 1.5 MHz : radio AM

I - 1000 MHz : komunikasi radio (termasuk TV dan radio FM).

Untuk download selengkapnya Klik di sini

Read More

KAPASITOR, INDUKTOR DAN RANGKAIAN AC

Pada dasarnya sebuah kapasitor merupakan dua keping konduktor yang dipisahkan oleh suatu insulator (udara, hampa udara atau suatu material tertentu). Secara skematis sebuah kapasitor keping sejajar dapat digambarkan seperti pada gambar 4.2.

Gambar 4.2 Kapasitor keping sejajar

Misalkan tegangan DC dikenakan pada kedua keping seperti ditunjukkan pada gambar 4.2. Karena kedua keping tersebut dipisahkan oleh suatu insulator, pada dasarnya tidak ada elektron yang dapat menyeberang celah di antara kedua keping. Pada saat baterai belum terhubung, kedua keping akan bersifat netral (belum temuati).

Untuk download materi berikut selengkapnya Klik di sini

Read More

ALAT-ALAT UKUR LISTRIK

Telah dipahami bahwa elektron yang bergerak akan menghasilkan medan magnet yang tentu saja dapat ditarik atau ditolak oleh sumber magnetik lain. Keadaan inilah yang digunakan sebagai dasar pembuatan motor listrik serta meter listrik sederhana untuk mengukur arus dan tegangan. Konstruksi dasar meter listrik diperlihatkan pada gambar 3.1

Meter dasar ini terdiri dari sebuah maget permanen berbentuk tapal kuda dengan kutub-kutubnya berbentuk bulat. Sebuah kumparan dengan inti dari besi lunak diletakkan sedemikian rupa di antara kedua kutub U dan S sehingga dapat berputar dengan bebas. Sebuah jarum penunjuk dilekatkan pada kumparan dan akan bergerak

saat kumparan berputar. Arus listrik yang akan diukur dilewatkan ke kumparan sehingga kumparan tersebut akan menghasilkan medan maget (elektro maget). Kutub-kutub elektro magnet akan berinteraksi dengan kutub maget permanen sehingga kumparan tersebut berputar sesuai dengan besarnya arus yang melaluinya.

Untuk download file selengkapnya silahkan Klik di sini

Read More

RANGKAIAN ARUS SEARAH (DC)

Arus Searah (DC)

Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah, yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen pada rangkaian DC meliputi:

i) baterai

ii) hambatan dan

iii) kawat penghantar

Baterai menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron yang akhirnya menghasilkan aliran listrik. Sebutan “rangkaian” sangat cocok digunakan karena dalam hal ini harus terjadi suatu lintasan elektron secara lengkap – meninggalkan kutub negatif dan kembali ke kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian kecilnya sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan. Bentuk hambatan (resistor) di pasaran sangat bervariasi, berharga mulai 0,1 W sampai 10 MW atau lebih besar lagi. Resistor standar untuk toleransi ± 10 % biasanya bernilai resistansi kelipatan 10 atau 0,1 dari:

10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82

Sebuah rangkaian yang sangat sederhana terdiri atas sebuah baterai dengan sebuah resistor ditunjukkan pada gambar 2.1-a. Perhatikan bagaimana kedua elemen tersebut digambarkan dan bagaimana menunjukkan arah arus (dari kutub positif melewati resistor menuju kutub negatif).

Gambar 2.1 Rangkaian arus searah : a) Pemasangan komponen dan arah arus dan

b) Penambahan komponen saklar dan hambatan dalam.

Untuk download file selengkapnya Klik di sini

Read More

ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK

Pengertian Arus Listrik (Electrical Current)

Kita semua tentu paham bahwa arus listrik terjadi karena adanya aliran elektron dimana setiap elektron mempunyai muatan yang besarnya sama. Jika kita mempunyai benda bermuatan negatif berarti benda tersebut mempunyai kelebihan elektron. Derajat termuatinya benda tersebut diukur dengan jumlah kelebihan elektron yang ada. Muatan sebuah elektron, sering dinyatakan dengan simbul q atau e. Misalkan kita mempunyai sepotong kawat tembaga yang biasanya digunakan sebagai penghantar listrik dengan alasan harganya relatif murah, kuat dan tahan terhadap korosi. Besarnya hantaran pada kawat tersebut hanya tergantung pada adanya elektron bebas (dari elektron valensi), karena muatan inti dan elektron pada lintasan dalam terikat erat pada struktur kristal. Pada dasarnya dalam kawat penghantar terdapat aliran elektron dalam jumlah yang sangat besar, jika jumlah elektron yang bergerak ke kanan dan ke kiri sama besar maka seolah-olah tidak terjadi apa-apa. Namun jika ujung sebelah kanan kawat menarik elektron sedangkan ujung sebelah kiri melepaskannya maka akan terjadi aliran elektron ke kanan (tapi ingat, dalam hal ini disepakati bahwa arah arus ke kiri). Aliran elektron inilah yang selanjutnya disebut arus listrik. Besarnya arus listrik diukur dengan satuan banyaknya elektron per detik, namun demikian ini bukan satuan yang praktis karena harganya terlalu kecil. Satuan yang dipakai adalah ampere, dimana i= dq/dt

1 ampere = 1coulomb/det.

Untuk mendownload file selengkapnya silahkan Klik di sini

Read More

FISIKA KLASIK DAN FISIKA MODERN

Fisika klasik adalah fisika yang didasari prinsip-prinsip yang dikembangkan sebelum bangkitnya teori kuantum, biasanya termasuk teori relativitas khusus dan teori relativitas umum. Pendewasaan fisika klasik. bagi pengembangan teori tentang asal-usul jagat raya ini. Tampaknya pada masa kehidupan Sir Isaac Newton di abad ke-17 kedua pertanyaan itu belum menjadi amunisi dalam aktualisasinya, tetapi aktualisasi kreativitasnya lebih dicurahkan pada upaya mengkonstruksi hukum-hukum tentang gerak berdasarkan dokumen tertulis dari Galileo dan Keppler. Pernyataan bagi realitas gerak suatu benda memerlukan dimensi ruang dan waktu, yaitu berapa lama waktu yang diperlukan benda tersebut untuk menempuh suatu jarak perpindahan tempat. Walaupun sudah terbiasa dengan gejala fisis seperti itu, tetapi dapat saja timbul pertanyaan mana yang lebih dulu harus dikonsepkan: [1] apakah benda harus terlebih dahulu tercipta, kemudian disediakan ruang dan waktu ? [2] ataukah ruang dan waktu terlebih dahulu tercipta kemudian benda ditempatkan di dalamnya ?. Pertanyaan ini pada awal abad ke-20. Dalam mekanika klasik dimana besaran amplitudo tidak terbatas (kontinu) dan perilaku materi serta energi pada skala makro dengan kecepatan yang masih dapat dijangkau oleh indera. Fisika modern merupakan salah satu bagian dari ilmu Fisika yang mempelajari perilaku materi dan energi pada skala atomik dan partikel-partikel subatomik atau gelombang. Pada prinsipnya sama seperti dalam fisika klasik, namun materi yang dibahas dalam fisika modern adalah skala atomik atau subatomik dan partikel bergerak dalam kecepatan tinggi. Untuk partikel yang bergerak dengan kecepatan mendekati atau sama dengan kecepatan cahaya, perilakunya dibahas secara terpisah dalam teori relativitas khusus. Ilmu Fisika Modern dikembangkan pada awal abad 20, dimana perumusan-perumusan dalam Fisika Klasik tidak lagi mampu menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi pada materi yang sangat kecil. Fisika Modern diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa besaran energi suatu benda yang beosilasi(osilator) tidak lagi bersifat kontinu, namun bersifat diskrit (kuanta), sehingga muncullah istilah Fisika Kuantum dan ditemukannya konsep dualisme partikel-gelombang. Konsep dualisme dan besaran kuanta ini merupakan dasar dari Fisika Modern. Dalam hal ini dibahas konsep, hipotesa dan eksperimen yang menjadikan landasan pengembangan fisika modern serta penerapan fisika modern, dalam berbagai bidang seperti kedokteran, telekomikasi, dan industri.

KONSEP FISIKA MODERN

Fisika Modern secara umum dibagi menjadi dua bagian pembahasan yaitu Teori kuantum lama dan Teori Kuantum Modern. Teori Kuantum lama memperkenalkan besaran-besaran fisika, seperti energi merupakan besaran diskrit bukan besaran kontinu seperti halnya dibahas dalam mekanika klasik. Teori kuantum lama diawali oleh hipotesa Planck yang menyatakan bahwa energi yang dipancarkan oleh sumber (berupa osilator) bersifat kuanta/diskrit karena hanya bergantung pada frekuensinya bukan pada amplitudo seperti dalam mekanika klasik dimana besaran amplitudo tidak terbatas (kontinu). Pada tahun 1900 Max-Planck merumuskan besaran energi yang bersifat diskrit dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh benda hitam yaitu :

E =nhf

dimana n = 1, 2, 3, ... dan h = 6,626 x 10-34 Joule/detik (konstanta Planck).

Albert Einstein pada tahun 1905 menggunakan konstanta Planck dalam merumuskan energi yang dipancarkan oleh berkas cahaya/foton (penemuan efek fotolistrik). Konsep yang paling mendasar dalam fisika modern adalah konsep dualisme Partikel(materi) dan gelombang, dimana partikel berperilaku sebagai gelombang dan gelombang berperilaku sebagai partikel. Konsep ini sangat penting karena perilaku partikel dan gelombang semuanya sudah dipelajari dan diamati di fisika klasik. Konsep dualisme partikel-gelombang ini diamati oleh 2(dua) eksperimen yaitu efek fotolistrik oleh Albert Einstein dan eksperimen difraksi partikel/elektron oleh G.P. Thomson dan Davison Germer.

Read More

PENGUKURAN

1. Besaran Fisis Standar dan Satuannya

Besaran fisika terdiari atas besaran pokok dan besaran turunan. Pada Tabel 1 diperlihatkan beberapa besaran pokok dalam satuan Internasional (SI).

Tabel 1. Satuan-satuan dasar SI

Besaran	Satuan	Simbol
Panjang	meter	m
Massa	kilogram	kg
Waktu	sekon	s
Arus listrik	Ampere	A
Temperatur	Kelvin	K
Jumlah zat	mole	m
Intensitas cahaya	candela	cd

Satuan standar pada Tabel 1 sering dinyatakan dalam bentuk pembanding. Dalam menyatakan beasaran fisika, pembanding sangat dibutuhkan agar penulisannya lebih sederhana. Pembanding tersebut harus dinyatakan dengan kaidah yang baku dengan cara meletakannya pada awal satuan. Awalan-awalan yang lebih dari satu berasal dari Bahasa Yunani, sedangkan awalan yang kurang dari satu berasal dari Bahasa Latin, kecuali femto dan atto berasal dari Bahasa Denmark. Pada Tabel 2 diperlihatkan awalan-awalan pembanding yang lazim digunakan saat ini.

Tabel 2. Awalan-awalan pembanding dalam SI

Faktor	Awalan	Simbol	Faktor	Awalan	Simbol
101	deka	da	10-1	desi	d
102 103	hekto kilo	h k	10-2 10-3	senti mili	c m
106	mega	M	10-6	mikro	µ
109	giga	G	10-9	nano	n
1012	tera	T	10-12	piko	p
1015	peta	P	10-15	femto	f
1018	eksa	E	10-18	atto	a

Contoh 1 :

Problem : “Kumpulan elektron yang bermassa 2 x 10^-7 gram pada prinsipnya dapat melintasi aksektor sepanjang 5 x 10¹⁰ meter selama 2 x 10^-16 sekon.”

Rangkai ulang pernyataan di atas menggunakan angka pembanding pada Tabel 2.

Solusi : “Kumpulan elektron yang bermassa 2 µg pada prinsipnya dapat melintasi aksektor sepanjang 5 Mm selama 2 x 10^-16 fs.”

[Note : pernyataan di atas dimaksudkan untuk mengetahui pembanding, bukan merupakan pernyataan ilmiah].

*Sebagai bahan latihan, rangkai ulang secara bebas kalimat di atas dengan memanfaatkan Tabel 2.

Selain besaran pokok yang telah diuraikan pada Tabel 1, dikenal pula basaran turunan untuk merepresentasikan besaran fisis. Sebagai contoh kecepatan (m/s), percepatan (m/s²), gaya (kg. m/s²) dan sebagainya. 

2. Konversi Satuan

Konversi satuan merupakan perubahan ukuran satuan fisis menjadi satuan lain yang ekuivalen. Factor konversi umumnya bernilai 1. Sebagai contoh 1 mil = 1.61 km, 1m = 39.37 inci, 1 tahun cahaya = 9.461 x 10¹⁵ m, 1 eV = 1.602 x 10^-19 J, 1 hp (horse power) = 746 W dan sebagainya.

Contoh 2: Berapakah nilai ekuivalen dari 90 km/jam dalam meter per sekon dan dalam mil per jam?

Solusi : Penyelesaian kasus ini membutuhkan factor konversi dasar 1000 m = 1 km; 1 jam = 3600 s; 1 mil = 1.61 km

Konversi 90 km/jam ke m/s :

90 km : A m = 1 km : 1000 m           A = 9000 m

90 km / 1 jam = 90000 m / 3600 s = 25 m/s.

Konversi 90 km/jam ke mil/jam :

1 mil : 1.61 km = B mil : 90 km           B = 90/1.61 = 55.9 mil

55.9 mil / 1 jam = 55.9 mil/jam.

3. Aturan Angka Signifikan

Penulisan angka-angka sebagai hasil pengukuran maupun perhitungan dalam sistem fisis memerlukan kaidah angka signifikan atau lazim dikenal dengan angka penting. Jumlah angka signifikan dalam operasi matematika pada sistem fisis tidak boleh lebih besar dari jumlah terkecil angka signifikan yang dilibatkan dalam operasi tersebut.

Contoh 3 :

Hitunglah jumlah dari 1,040 dan 0,2134

Solusi : Bilangan pertama 1,040 mempunyai tiga angka signifikan, sedangkan bilangan kedua 0,2134 mempunya empat angka signifikan yang masing-masing terletak di belakang koma. Dengan menggunakan aturan angka penting, maka hasil penjumlahan kedua bilangan tersebut mempunyai tiga angka signifikan, diperoleh :

1,040 + 0, 2134 = 1,2534 (salah penulisannya)

                          = 1,253   (benar penulisannya)

Read More

GELOMBANG MEKANIK (Mechanic waves)

What are waves???

Waves are disturbances which propagate (move) through a medium.

Note: Light is a special case, it exhibits wave-like properties but does not require a 

medium through which to propagate.

Characteristic of waves :

1. Amplitude

2. Wavelength

3. Period and Frequency

4. Speed

  

Two types of waves :

1. Longitudinal waves

2. Transverse waves

Persamaan Gelombang Sinus :

Read More