Sebelum kita mempelajari apa itu besaran, satuan, dimensin dan persamaan dalam listirik, alangkah baiknya kita ketahui dulu apa itu listrik.
Listrik adalah rangkaian fenomena fisika yang berhubungan dengan kehadiran dan aliran muatan listrik. Listrik menimbulkan berbagai macam efek yang telah umum diketahui, seperti petir, listrik statis, induksi elektromagnetik dan arus listrik. Adanya listrik juga bisa menimbulkan dan menerima radiasi elektromagnetik seperti gelombang radio.
Apabila suatu benda itu mempunyai perbedaan jumlah muatan, sedangkan muatan yang dapat berpindah adalah muatan negatif dari sebuah benda. Berpindahnya muatan negatif ini disebabkan oleh bermacam gaya atau energi, misal : energi gerak, energi panas dsb. Perpindahan muatan negatif inilah yang disebut dengan energi listrik. Karena suatu benda akan senantiasa mempertahankan keadaan netral atau seimbang antara muatan positif dan muatan negatif. Sehingga apabila jumlah muatan positif lebih besar dari muatan negatif, maka benda tersebut mencari muatan negatif untuk mencapai keadaan seimbang.
1. Pengertian Besaran dan Satuan Listrik
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur atau dihitung, dinyatakan dengan angka atau nilai dan setiap besaran pasti memiliki satuan. Contoh-contoh besaran dalam Ilmu kelistrikan adalah Tegangan, Arus listrik, Hambatan, Frekuensi dan Daya Listrik.
Sedangkan yang dimaksud dengan satuan adalah acuan yang digunakan untuk memastikan kebenaran pengukuran atau sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Satuan ini dalam bahasa Inggris sering disebut dengan Unit. Contoh-contoh satuan dalam ilmu kelistrikan dan Elektronika seperti Ampere, Volt, Ohm, Joule, Watt, Farad dan Henry.
Listrik memiliki besaran-besaran diantaranya sebagai berikut :
- Tegangan Listrik
Tegangan listik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi. Secara definisi tegangan listrik menyebabkan obyek bermuatan listrik negatif tertarik dari tempat bertegangan rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi. Sehingga arah arus listrik konvensional di dalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah.
- Arus Listrik
- Hambatan Listrik
R = V / I
R adalah hambatan (ohm)
V adalah tegangan (volt)
I adalah arus (ampere)
- Gaya Gerak Listrik (GGL)
- Muatan Listrik
- Kapasitansi
Kapasitansi adalah ukuran jumlah muatan listrik yang disimpan (atau dipisahkan) untuk sebuah potensial listrik yang telah ditentukan. Bentuk paling umum dari piranti penyimpanan muatan adalah sebuah kapasitor dua lempeng/pelat/keping. Jika muatan di lempeng/pelat/ keping adalah +Q dan –Q, dan V adalah tegangan listrik antar lempeng/pelat/keping, maka rumus kapasitansi adalah :
C = Q / V
C = kapasitansi yang diukur dalam farad
Q = muatan yang diukur dalam coloumb
V = voltase yang diukur dalam volt
- Induktansi
Induktansi adalah sifat dari rangkaian elektronika yang menyebabkan timbulnya potensial listrik secara proporsional terhadap arus yang mengalir pada rangkaian tersebut, sifat ini disebut sebagai induktasi sendiri. Sedang apabila potensial listrik dalam suatu rangkaian ditimbulkan oleh perubahan arus dari rangkaian lain disebut sebagai induktansi bersama. Satuan induktansi dalam satuan internasional adalah weber per ampere atau dikenal pula sebagai henry (H).
Induktansi muncul karena adanya medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik (dijelaskan oleh hukum ampere). Supaya suatu rangkaian elektronika mempunyai nilai induktansi, sebuah komponen bernama induktor digunakan di dalam rangkaian tersebut, induktor umumnya berupa kumparan kabel/tembaga untuk memusatkan medan magnet dan memanfaatkan GGL yang dihasilkannya.
- Kuat Medan Listrik
- Fluks Magnet
Fluk magnetik adalah ukuran total medan magnetik yang menembus bidang. secara matematis fluk maknetik didefinisikan sebagi perkalian skalar antara induksi magnetik (B) dengan luas bidang yang tegak lurus pada induksi magnetik tersebut.
f = B A cos q
f = fluks magnetik (weber)
B = induksi magnetik
A = luas bidang yang ditembus garis gayamagnetik
q = sudut antara arah garis normal bidang A dan arah B
Berikut adalah gambar besaran, satuan, dan alat ukurnya :
Prefix / Awalan Satuan SI
Yang dimaksud dengan Prefix Satuan SI adalah awalan yang digunakan dalam satuan SI untuk membentuk sebuah satuan yang menandakan kelipatan dari satuan tersebut. Dibawah ini adalah Prefix satuan SI yang pada umumnya digunakan dalam ilmu kelistrikan dan Elektronika.
Contoh-contoh Penulisan Satuan SI
Contoh-contoh penulisan satuan-satuan tersebut diantaranya seperti berikut ini :
- 1kV = 1 kilo Volt = 1.000 Volt
- 1mA = 1 mili Ampere = 1/1000 Ampere atau 0,001 Ampere
- 1MΩ = 1 Mega Ohm = 1.000.000 Ohm
- 1µF = 1 micro Farad = 1/1.000.000 Farad
2. Dimensi dalam Fisika
Dalam fisika dimensi adalah ekspresi huruf dari kuantitas yang diturunkan dari besaran pokok, tanpa mempertimbangkan nilai numerik. Dalam setiap sistem pengukuran, seperti sistem metrik, besaran tertentu dianggap sebagai besaran pokok, dan semua yang lainnya akan dianggap berasal dari mereka yang kemudian disebut sebagai besaran turunan. Sistem dimana panjang (L), waktu (T), dan massa (M) tersebut dijadikan sebagai besaran pokok.
Pada gaya, asal dimensi penyusun besaran pokok ditentukan oleh hukum kedua Newton tentang gerak yaitu ML/T2. Tekanan (gaya per satuan luas) maka memiliki dimensi M/LT2, usaha atau energi (gaya kali jarak) memiliki dimensi ML2 /T2; dan daya (energi per satuan waktu) memiliki dimensi ML2/ T3 jumlah mendasar lainnya juga didefinisikan, seperti muatan listrik dan intensitas cahaya.
Ekspresi dari setiap besaran tertentu dalam besaran pokok dikenal sebagai analisis dimensi dan sering memberikan wawasan fisik ke dalam hasil penghitungan matematika.
Besaran pokok dalam Fisika adalah adalah massa, panjang, waktu, arus listrik, suhu, intensitas cahaya dan jumlah zat. Besaran yang terkait lainnya seperti energi, percepatan dan sebagainya dapat diturunkan dari kombinasi besaran pokok dan karena itu dikenal sebagai besaran turunan. Cara di mana besaran yang berasal berkaitan dengan besaran dapat ditunjukkan oleh dimensi besaran. Dalam penggunaan dimensi kita akan membatasi diri dengan digunakan dalam mekanika dan sifat materi saja.
> Dimensi massa ditulis sebagai [M]
> Dimensi panjang ditulis sebagai [L]
> Dimensi waktu ditulis sebagai [T]
Perhatikan tanda kurung pada huruf untuk menunjukkan bahwa kita berhadapan dengan dimensi besaran. Dimensi dari setiap besaran lainnya akan melibatkan satu atau lebih dari dimensi-dimensi pokok. Misalnya, pengukuran volume sebuah benda akan melibatkan hasil kali dari tiga besaran panjang dan karena itu dimensi volume [L]3. Dengan cara yang sama pengukuran kecepatan memerlukan panjang dibagi dengan waktu, sehingga dimensi kecepatan adalah [L] [T]-1. Tabel di bawah menunjukkan dimensi yang umum dalam mekanika.
> Dimensi panjang ditulis sebagai [L]
> Dimensi waktu ditulis sebagai [T]
Perhatikan tanda kurung pada huruf untuk menunjukkan bahwa kita berhadapan dengan dimensi besaran. Dimensi dari setiap besaran lainnya akan melibatkan satu atau lebih dari dimensi-dimensi pokok. Misalnya, pengukuran volume sebuah benda akan melibatkan hasil kali dari tiga besaran panjang dan karena itu dimensi volume [L]3. Dengan cara yang sama pengukuran kecepatan memerlukan panjang dibagi dengan waktu, sehingga dimensi kecepatan adalah [L] [T]-1. Tabel di bawah menunjukkan dimensi yang umum dalam mekanika.
Dimensi memiliki dua kegunaan penting dalam Fisika untuk memeriksa persamaan dan untuk mendapatkan persamaan.
Penggunaan dimensi untuk memeriksa persamaan
Dimensi dari jumlah masing-masing sisi persamaan harus sama: mereka yang berada di sisi kiri harus sama denga mereka yang berada di sebelah kanan. Sebagai contoh, perhatikan persamaan: s = vt + ½ at2
Menulis ini dalam bentuk dimensi maka kita akan peroleh:
[L] = [L] [T]– 1 [T] + [L] [T]-2 [T]2 oleh karena itu [L] = [L] + [L]
Ini membuktikan kebenaran persamaan, karena panjang di sisi kiri dari persamaan diperoleh dengan menambahkan bersama dua panjang di sisi kanan.
Dimensi dari jumlah masing-masing sisi persamaan harus sama: mereka yang berada di sisi kiri harus sama denga mereka yang berada di sebelah kanan. Sebagai contoh, perhatikan persamaan: s = vt + ½ at2
Menulis ini dalam bentuk dimensi maka kita akan peroleh:
[L] = [L] [T]– 1 [T] + [L] [T]-2 [T]2 oleh karena itu [L] = [L] + [L]
Ini membuktikan kebenaran persamaan, karena panjang di sisi kiri dari persamaan diperoleh dengan menambahkan bersama dua panjang di sisi kanan.
Penggunaan dimensi untuk mendapatkan persamaan
Jika kita memiliki beberapa gagasan di mana suatu besaran besaran saling terkait, maka kita dapat menggunakan metode analisis dimensional untuk mendapatkan persamaan yang berkaitan dengan variabel yang bersesuaian.
sumber referensi :
Jika kita memiliki beberapa gagasan di mana suatu besaran besaran saling terkait, maka kita dapat menggunakan metode analisis dimensional untuk mendapatkan persamaan yang berkaitan dengan variabel yang bersesuaian.
sumber referensi :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar