makalah - Azriyenni

MAKALAH
TENTANG
HUKUM HUKUM YANG BERKAITAN DENGAN LISTRIK
Disusun oleh:
Edo satrio noviando
1007121566
Jurusan Teknik elektro s 1 fakultas teknik
Universitas Riau
2010
Kata Pengantar
Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan saya
kesehatan sehingga saya mampu menyelesaikan makalah saya yang berjudul “hukum
hukum yang berkaitan dengan kelistrikan”
Adapun tujuan saya membuat makalah ini adalah untuk menyelesaikan tugas
yang telah diberikan kepada saya.
Saya mengucapkan banyak terima kasih atas pihak yang telah membantu saya
baik dalam saran maupun dalam fikiran sehingga makalah ini siap tepat pada waktu
yang telah ditentukan oleh dosen.
Pekanbaru, 29 September 2010
Edo satrio noviando
NIM: 1007121566
DAFTAR ISI
Kata pengantar …………………………………………………………………………………i
Daftar isi
……………………………………………………………………………...….ii
BAB 1. Pendahuluan ………………………………………………………………………
1.1 latar belakang
1.2 tujuan pembelajaran
BAB 11. Pembahasan ………………………………………………………………………
Sejarah singkat teknik elektro
BAB 111. Tinjauan pustaka …………………………………………………………………
Teori dasar penemu listrik
BAB 1V. Pembahasan
…………………………………………………………………..
1. Hukum farraday
2. Hukum ohm
3. Hukum kirchoff
4. Hukum wiedemann – franz
5. Hukum maxwell
6. Hukum child Langmuir
7. Hukum bio savart
8. Gaya lorenz
9. Hukum moore
10. Hukum Kirchoff tegangan
BAB V.
PENUTUP ………………………………………………………………………
kesimpulan
Daftar
Pustaka
Bab 1
PENDAHULUAN
1.1 latar belakang
Program Studi s 1 Teknik elektro Fakultas Teknik Universitas Riau merupakan
salah satu lembaga yang berupaya melaksanakan program-program pendidikan yang
bertujuan menghasilkan lulusan-lulusan yang tidak hanya memahami IPTEK, tetapi juga
mampu mempraktekkan serta mengembangkannya baik di dunia pendidikan maupun
dunia usaha atau industri. Hal ini dimaksudkan agar terjalinnya hubungan yang baik
antara dunia pendidikan dengan dunia usaha atau industri demi tercapainya
pembangunan nasional.
Makalah ini dibuat dengan tujuan, untuk menjelaskan teori yang berhubungan
dengan kelistrikan yanng dikemukakan oleh para ilmuwan ilmuwan, dan bagaimana
penerapannya dalam kehidupan.
Di dalam makalah ini saya Akan membahas tentang hukum hukum yang telah
dikemukakan oleh: Michael Farraday, James clerk Maxwell, charless de coulomb,
Gustav Robert kirchoff, George Simon ohm, percobaan oersted.
1.2 tujuan pembelajaran
1. Mahasiswa memahami fenomena, hukum hukum tentang listrik dan mampu
memecahkan masalah.
2. Mahasiswa memahami rangkaian listrik DC, aturan-aturan dalam rangkaian listrik.
3. Mahasiswa mengerti tentang rangkaian seri dan paralel, alat-alat pengukuran dan
mentanahkan sebuah rangkaian.
4. Mahasiswa memahami teori Medan magnet dan Gaya magnet, Gaya magnet yang
timbul dari konduktor berarus, torques pada loop arus dalam Medan magnet
seragam dan tidak seragam. Menguasai partikel bermuatan yang bergerak dalam
Medan magnet.
BAB 2
PEMBAHASAN
SEJARAH SINGKAT TENTANG TEKNIK ELEKTRO
Teknik Elektro adalah ilmu teknik atau rekayasa yang mempelajari sifat-sifat elektron atau
sifat-sifat kelistrikan yang kemudian diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari. Berasal dari
bahasa Inggris electrical engineering, yang bisa diartikan dengan teknik listrik.Dahulu, Ilmu
teknik elektro dibagi atas 2 jenis yaitu:

Arus kuat, yang mempelajari listrik tegangan tinggi,

Arus lemah, yang mempelajari listrik tegangan rendah.
Selain itu, ilmu teknik elektro dapat dibagi menjadi:

Teknik elektrik, mengenai sifat-sifat listrik dan pemanfaatan listrik diberbagai bidang.

Teknik elektronika, mengenai sifat-sifat elektron dan pemanfaatannya diberbagai
bidang.
Sejalan dengan perkembangan teknologi, khususnya pada bagian arus lemah, maka saat
ini dibagi menjadi enam konsentrasi, yaitu:

Teknik Tenaga Listrik (electric power engineering), yang dulunya merupakan
konsentrasi arus kuat

Teknik Elektronika (electronics engineering)

Teknik Telekomunikasi (telecommunication engineering)

Teknik Kendali atau Teknik Pengaturan (control engineering)

Teknik Komputer (computer engineering)

Teknik Biomedika (biomedics engineering) merupakan bidang multidisiplin yang
melibatkan keahlian teknik, ilmu pengetahuan dan metoda teknologi untuk memecahkan
masalah dalam biologi dan kedokteran, untuk peningkatan kualitas kesehatan
masyarakat.
Mata kuliah Elektro diberikan untuk memberikan pemahaman yang mendalam dan kuat
mengenai fenomena, hukum dan teori kelistrikan yang merupakan pondasi bagi ilmu teknik
elektro. Pembahasan dimulai dari fenomena listrik statis (electrostatic) hingga electromagnetism
dan bahan listrik. Disamping pembentukan dasar yang kokoh mengenai prinsip-prinsip
kelistrikan klasik, ditekankan pula mengenai penerapan praktisnya dalam aplikasi teknik elektro,
teori-teori modern serta kemampuan dalam memecahkan masalah. Dengan pemberian contoh
fenomena alam atau kejadian sehari-hari yang berhubungan dengan kelistrikan, mahasiswa
akan lebih memiliki rasa ingin tahu (curiosity) dan termotivasi untuk belajar.
Pendidikan tinggi Teknik Elektro (Elektro Teknik) di Indonesia diawali dengan Laboratorium
Listrik di Technische Hoogeschool te Bandoeng pada tahun 1942, berlanjut di tahun 1944
dengan pendidikan Denki Kikaika (bagian Listrik & Mesin) sebagai bagian dari Kogyo Daigaku.
Program pendidikan Elektro Teknik dimulai tahun 1947.
Angkatan pertama dari program pendidikan ini menyelesaikan studi insinyurnya pada tahun
1954. Prof. Lavenbach, Prof. Niesten, Prof. O. Hong Djie, Prof. Grumbach, Prof. T.M.
Soelaiman, Prof. Samaun Samadikun, Prof. T.S. Hutahuruk, Prof. Iskandar Alisyahbana, dan
Prof. Sudjana Sapiie termasuk para pendahulu yang sempat memimpin Departemen sampai
tahun 1970.
BAB 3
TINJAUAN PUSTAKA
TEORI DASAR TENTANG PENEMUAN LISTRIK
Sejarah awal ditemukannya listrik adalah oleh seorang cendikiawan Yunani yang
bernama Thales, yang mengemungkakan fenomena batu ambar yang bila digosok - gosokkan
Akan dapat me dikemukakan, baru kemudian muncul lagi penapat - pendapat serta teori -teori
baru mengenai listrik seperti yang diteliti dan dikemukakan oleh William Gilbert, Joseph prie
narik bulu sebagai fenomena listrik. Kemudian setelah bertahun - tahun semenjak ide Thalstley,
Charles De Coulomb, Michael Farraday, Oersted, Hukum child Langmuir, Gordon E. Moore.
informasi tentang sejarah penemu listrik ini disajikan dalam bentu panel dan didukung
dengan perangkat audio visual yang menyajikan tiruan dari percobaan - percobaan yang
pernah dilakukan oleh para ilmuan. Dan percobaan yang dilakukan para ilmuwan itu saling
keterkaiatan.
BAB 1V
PEMBAHASAN
1. MICHAEL FARRADAY
Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris. Berasal-usul
dari keluarga tak berpunya dan umumnya belajar sendiri. Di usia empat belas tahun dia
magang jadi tukang jilid dan jual buku, dan kesempatan inilah yang digunakannya banyak baca
buku seperti orang kesetanan.
Penemuan Faraday pertama yang penting di bidang listrik terjadi tahun 1821. Dua tahun
sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat beringsut jika
arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Dan oerstead berkesimpulan bahwa
“disekitar kawat yang dialiri arus listrik terdapat medan magnet”.
Ini membikin Faraday berkesimpulan, jika magnit diketatkan, yang bergerak justru
kawatnya. Bekerja atas dasar dugaan ini, dia berhasil membuat suatu skema yang jelas dimana
kawat akan terus-menerus berputar berdekatan dengan magnet sepanjang arus listrik dialirkan
ke kawat. Sesungguhnya dalam hal ini Faraday sudah menemukan motor listrik pertama, suatu
skema pertama penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak.
Berdasarkan percobaan, ditunjukkan bahwa gerakan magnet di dalam kumparan
menyebabkan jarum galvanometer menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan
mendekati kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan. Jika magnet diam dalam
kumparan, jarum galvanometer tidak menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan
menjauhi kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kiri. Penyimpangan jarum
Galvanometer tersebut menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan terdapat arus
listrik. Peristiwa timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik.
Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik (GGL)
induksi.
Terjadinya GGL induksi dapat dijelaskan seperti berikut. Jika kutub utara magnet
didekatkan ke kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak. Perubahan
jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer. Hal
yang Sama juga Akan terjadi jika magnet digerakkan keluar dari kumparan. Akan tetapi, arah
simpangan jarum galvanometer berlawanan dengan penyimpangan semula. Dengan demikian,
dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis Gaya
magnet yang dilingkupi oleh kumparan.
Menurut Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan
laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya
perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul. Adapun yang dimaksud fluks
nmgnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang.
Bunyi hukum farraday adalah:

Apabila sepotong kawat penghantar listrik berada dalam Medan magnet yang berubahubah, maka di dalam kawat tersebut Akan terbentuk GGL induksi.

Apabila sepotong kawat penghantar listrik digerak-gerakkan dalam Medan magnet,
maka dalam kawat penghantar tersebut Akan terbentuk GGL induksi.
Dari percobaan farraday dapat disimpulkan

Ketika magnet digerakkan (keluar- masuk) dalam kumparan, jarum pada galvanometer akan
menyimpang atau bergerak.

Ketika magnet tidak digerakkan (berhenti) dalam kumparan, jarum pada galvanometer tidak
menyimpang (menunjukkan angka nol).

Penyimpangan jarum galvanometer ini menunjukkan bahwa di dalam kumparan mengalir
arus listrik. Arus listrik seperti ini disebut arus induksi.
Generator
Generator atau pembangkit listrik yang sederhana dapat ditemukan pada sepeda. Pada
sepeda, biasanya dinamo digunakan untuk menyalakan lampu. Caranya ialah bagian atas
dinamo (bagian yang dapat berputar) dihubungkan ke roda sepeda. Pada proses itulah terjadi
perubalian energi gerak menjadi energi listrik. Generator (dinamo) merupakan alat yang prinsip
kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik. Alat ini pertama kali ditemukan oleh Michael
Faraday. Berdasarkan arus yang dihasilkan. Generator dapat dibedakan menjadi dua rnacam,
yaitu generator AC dan generator DC. Generator AC menghasilkan arus bolak-balik (AC) dan
generator DC menghasilkan arus searah (DC). Baik arus bolak-balik maupun searah dapat
digunakan untuk penerangan dan alat-alat pemanas.
Oleh karena itu pada prinsip kerja generator terdapat 3 hal pokok, yaitu:
1. Adanya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub kutub magnet.
2. Adanya kawat penghantar listrik yang merupakan tempat terbentuknya GGL.
3. Adanya gerak relatif antara fluks magnet dengan kawat penghantar listrik.
1. Generator AC
Bagian utama generator AC terdiri atas magnet permanen (tetap), kumparan
(solenoida). cincin geser, dan sikat. Pada generator. Perubahan garis Gaya magnet diperoleh
dengan Cara memutar kumparan di dalam Medan magnet permanen. Karena dihubungkan
dengan cincin geser, perputaran kumparan menimbulkan GGL induksi AC. OIeh karena itu,
arus induksi yang ditimbulkan berupa arus AC. Adanya arus AC ini ditunjukkan oleh
menyalanya lampu pijar yang disusun seri dengan kedua sikat. Sebagaimana percobaan
Faraday
GGL induksi yang ditimbulkan oleh generator AC dapat diperbesar dengan cara:
1. memperbanyak lilitan kumparan,
2. Menggunakan magnet permanen yang lebih kuat.
3. Mempercepat perputaran kumparan, dan menyisipkan inti besi lunak ke dalam
kumparan.
2. Generator DC
Prinsip kerja generator (dinamo) DC Sama dengan generator AC. Namun, pada
generator DC arah arus induksinya tidak berubah. Hal ini disebabkan cincin yang digunakan
pada generator DC berupa cincin belah (komutator).
Sesuai perccobaan fara
aday besarn
nya GGL induksi yang terbentuk sesuai
s
deng
gan
perubah
han flux ma
agnet
Generator DC terdiri dari:
d
1.
badan gen
nerator
2.
inti kutub magnet
m
da
an lilitan pe
enguat mag
gnet:
Ini berfungssi sebagai penghasil
p
fluks magnett dan lilitan penguat ma
agnet berfu
ungsi
mengalirka
an arus listrik agar terja
adi proses elektromagn
e
netisme.
3.
Sikat sikatt: Berfungsi sebagai jembatan terh
hadap peng
galiran arus dari lilitan jangkar
j
4.
Komutatorr: berfungsi sebagai pe
enyearah mekanik
m
yang bersama Sama deng
gan sikat
sikat memb
bentuk suatu kerja Sam
ma yang dissebut komuttasi.
5.
Jangkar: b
berfungsi se
ebagai temp
pat melilitka
an kumparan
n
6.
Lilitan jang
gkar: berhu
ungsi sebag
gai tempat te
erbentuknya GGL indu
uksi
sformator
3.Trans
Agar tidak berbahaya tegangan yang
y
tinggi itu harus diturunkan te
erlebih dahu
ulu sebelum
m
arus lisstrik disalurkan ke ru
umah-ruma
ah pendudu
uk. Pada umumnya
u
tegangan listrik yang
g
disalurk
kan ke rumah-rumah penduduk
p
ada
a
dua ma
acam, yaitu
u 220 volt d
dan 1l0 voltt. Alat yang
g
digunakkan untuk menurunka
an tegangan disebut transformattor. Bagian
n utama tra
ansformatorr
adalah dua buah kumparan
n yang ked
duanya dililitkan pada sebuah in
nti besi lun
nak. Kedua
a
kumparran tersebut memiliki jumlah lilitan
n yang berbeda. Kumparan yang
g dihubungkkan dengan
n
sumberr tegangan AC diseb
but kumparran primer,, sedangka
an kumpara
an yang la
ain disebutt
kumparran sekunde
er.
Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan AC (dialiri arus listrik AC),
besi lunak akan menjadi elektromagnet. Karena arus yang mengalir tersebut adalah arus AC,
garis-garis Gaya elektromagnet selalu berubah-ubah. Perubahan garis Gaya itu menimbulkan
GGL induksi pada kumparan sekunder. Hal itu menyebabkan pada kumparan sekunder
mengalir arus AC (arus induksi).
Kita dapat rnembedakan transformator menjadi dua macam. Yaitu transformator step up
dan transformator step down. Transformator .step up adalah transformator yang jumlah lilitan
primernya lebih kecil dari pada lilitan sekunder. Oleh karena itu, transformator step up dapat
digunakun untuk menaikkan tegangan AC.
2. HU
UKUM OHM
Georg Sim
mon Ohm (1
16 Maret 1789 – 6 Ju
uli 1854) adalah seora
ang fisikaw
wan Jerman
n
yang ba
anyak meng
gemukakan
n teori di bidang elektrrisitas. Karyyanya yang paling dike
enal adalah
h
teori me
engenai hub
bungan anttara aliran listrik, tegangan, dan ta
ahanan kond
duktor di da
alam sirkuit,
yang umum diseb
but Hukum Ohm. Ge
eorg Ohm dilahirkan
d
d
dari
pasang
gan Johann
n Wolfgang
g
Ohm, seorang tuka
ang kunci, dan
d Maria Elizabeth
E
Be
eck, seoran
ng penjahit
Meskipun J.C.
J
Maxwe
ell (1831-187
79) berhasil memadukan semua h
hukum dan rumus
bentuk empa
at persama
aan yang lalu dikenal se
ebagai perssamaan ma
axwell
kelistrikkan dalam b
sedemikian hingga
a semua gejjala kelistrikkan selalu dapat
d
ditera
angkan berd
dasarkan atau
dijabarkkan dari kee
empat persa
amaan itu, pada hakika
atnya keem
mpat persam
maan itu dap
pat
dipadukkan menjadi atau dapa
at dijabarkan
n dari hukum
m Coulomb
b:
yakni yang menyataka
an bahwa ga
aya antara dua muatan
n listrik q1 d
dan q2 akan
n
sebanding dengan
n banyaknya
a muatan lisstrik masing
g–masing se
erta berban
nding terbaliik dengan
kuadratt jarak (r) an
ntara kedua
a muatan lisstrik tersebu
ut, serta terg
gantung pad
da medium dimana
kedua muatan
m
itu b
berada, yan
ng dalam pe
erumusannyya ditetapka
an oleh sua
atu tetapan medium
m
k.
Jadi hukum Coulom
mb merupa
akan hukum yang funda
amental dallam ilmu ke
elistrikan, ya
ang
mendassari semua hukum dan
n rumus keliistrikan, sep
perti halnya
a hukum inissial Newton dalam
mekanika yang me
endasari semua hukum
m dan rumuss mekanika
a. Dalam sisstem satuan
n m.k.s,
tetapan
n medium k tertuliskan sebagai 1/((4 π ε ), seh
hingga huku
um Coulomb
b menjadi berbentuk:
b
Dan ε disebut permitivitas medium. Dengan F positif bererti Gaya itu tolak menolak dan
sebaliknya F negatif berarti tarik–menarik.
Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui
sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan Beda potensial yang diterapkan
kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai
resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas Beda potensial yang dikenakan
kepadanya.
Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah
"hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah.
BUNYI HUKUM OHM ADALAH:
“
Jika suatu arus listrik melalui suatu penghantar, maka kekuatan arus tersebut adalah
sebanding-selaras dengan tegangan listrik yang terdapat diantara kedua ujung
penghantar tadi.”
3. HUKUM KIRCHOFF
Gustav Robert Kirchhoff (12 Maret, 1824 – 17 Oktober , 1887), adalah seorang
fisikawan Jerman yang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori rangkaian listrik,
Terdapat 3 konsep fisika berbeda yang kemudian dinamai berdasarkan namanya, "hukum
Kirchhoff", masing-masing dalam teori rangkaian listrik, termodinamika, dan spektroskopi.
Gustav Kirchhoff dilahirkan di Königsberg, Prusia Timur (sekarang Kaliningrad, Rusia),
putra dari Friedrich Kirchhoff, seorang pengacara, dan Johanna Henriette Wittke. Dia lulus dari
Universitas Albertus Königsberg (sekarang Kaliningrad) pada 1847 dan menikahi Clara
Richelot, putri dari profesor-matematikanya, Friedrich Richelot. Pada tahun yang Sama, mereka
pindah ke Berlin.
Kirchhoff merumuskan hukum rangkaian, yang sekarang digunakan pada rekayasa
listrik, pada 1845, saat dia masih berstatus mahasiswa. Ia mengusulkan hukum radiasi termal
pada 1859, dan membuktikannya pada 1861. Di Breslau.
Pada 1862 dia dianugerahi Medali Rumford untuk risetnya mengenai garis-garis
spektrum matahari, dan pembalikan garis-garis terang pada spektrum cahaya buatan.Dia
berperan
besar
pada
bidang
spektroskopi
dengan
merumuskan
tiga
hukum
yang
menggambarkan komposisi spektrum optik obyek-obyek pijar, berdasar pada penemuan David
Alter dan Anders Jonas Angstrom (lihat juga: analisis spektrum)
Hukum Kirchoff I
Hukum ini berbunyi” Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama
dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan”. Secara matematis dinyatakan:
Bila digambarkan dalam bentuk rangkaian bercabang maka Akan diperoleh sebagai berikut:

Jumlah aljabar dari arus listrik pada suatu titik percabangan selalu sama dengan nol

tentang arus (current law), yang menyatakan bahwa arus masuk pada satu titik
percabangan akan sama dengan arus yang keluar melalui titik yang sama.
Hukum Kirchoff 2.
Hukum Kirchoff 2 dipakai untuk menentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian
bercabang dalam keadaan tertutup (saklar dalam keadaan tertutup). Perhatikan gambar berikut!
Hukum Kirchoff 2 berbunyi:” Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabbar GGL (E) dan jumlah
penurunan potensial sama dengan nol”. Maksud dari jumlah penurunan potensial Sama
dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti
semua energi listrik bisa digunakan atau diserap.

Di dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar antara gaya gerak listrik (ggl) dengan
kerugian-kerugian tegangan selalu sama dengan nol”

Menyatakan bahwa jumlah tegangan-tegangan didalam satu rangkaian tertutup sama
dengan 0 (nol).
4. Hukum wiedemann-franz
Gustav Heinrich Wiedemann (2 Oktober 1826 - 24 Maret
1899) adalah seorang Jerman fisikawan dikenal kebanyakan
untuk karya sastra itu.
Pendidikan
Wiedemann lahir di Berlin. Setelah menghadiri Cologne gimnasium , ia masuk
Universitas Berlin pada tahun 1844, dan mengambil gelar dokter di sana tiga tahun kemudian.
Tesisnya pada kesempatan yang dikhususkan untuk sebuah pertanyaan di kimia organik ,
Namanya mungkin paling banyak dikenal untuk karya sastra itu. Pada 1877 ia melakukan itu
redaktur dari Annalen der Physik und Chemie dalam suksesi Johann Christian Poggendorff ,
sehingga memulai serangkaian yang berkala ilmiah yang akrab disebut sebagai Wied. Ann.
Lain karya monumental yang dia bertanggung jawab adalah Die Lehre van der Elektricitat, atau,
seperti yang disebut dalam contoh pertama, Lehre und von Galvanismus Elektromagnetismus,
sebuah buku yang tak tertandingi untuk ketepatan dan kelengkapan. Dia menghasilkan edisi
pertama pada tahun 1861, dan waktu keempat, direvisi dan diperluas, hanya selesai pendek
sebelum kematiannya.
Dalam hukum wiedemann-franz menyatakan bahwa rasio kontribusi elektronik dengan
konduktivitas termal (x) dan konduktivitas listrik (σ) dari logam sebanding dengan suhu (T).
Secara teoritis, proporsionalitas L konstan, yang dikenal sebagai nomor Lorenz, adalah:
Hal empiris hukum ini dinamakan Gustav wiedemann dan rudolph farnz yang pada
tahun 1853 melaporkan bahwa κ / σ memiliki sekitar nilai yang sama untuk logam yang berbeda
pada suhu yang sama. Proporsionalitas κ / σ dengan suhu ditemukan oleh Ludvig Lorenz di
1872. Secara kualitatif, hubungan ini didasarkan pada kenyataan bahwa transportasi dan listrik
panas baik melibatkan bebas elektron dalam logam. Hal empiris hukum ini dinamakan Gustav
wiedemann dan Rudolph farnz yang pada tahun 1853.
m merupaka
an fenomena yang terkkenal dan a
akan dikaitk
kan dengan
n
Konduksi liistrik logam
electron
n konduksi agak bebass. Rapatnya
a arus haru
us diamati proporsiona
p
al dengan menerapkan
m
n
medan listrik dan mengikuti hukum
h
ohm
m yang man
na prefaktorrnya adalah
h spesifik ko
onduktivitass
listrik. Karena
K
Medan listrik dan kepadatannya telah menyatakan hoku
um ohm diw
wajah tebal
koduktivvitas ini da
apat secara
a umum diekspresikn
n sebagai tensor
t
dari pringkat kedua
k
(3x3
3
matriks). Disini dib
batasi disku
usi untuk is
sotropic, ya
aitu skalar konduktivita
k
as. Spesifik resistivitas
s
adalah kebalikan dari
d kondukttivitas. Kedua parametter yang Akkan digunakkan sebagai berikut.
nn - Franz berbunyi:
b
Hukum Wiedeman
egala maca
am logam murni
m
adalah
h perbandin
ngan antara daya-peng
ghantar-kalo
or spesifik
"Bagi se
dan dayya penghan
ntar-listrik sp
pesifik suatu bilangan yyang konsta
an, jika tem
mperaturnya Sama".
5. Hukum Maxwe
ell
James C
Clerk Max
xwell lahir di Edin
nburgh, 13 Juni 1831 – men
ninggal di
1879 pada
Cambrridge, 15 November
N
a umur 48 tahun ada
alah fisikaw
wan Skotla
andia yang
g
pertam
ma kali men
nulis hukum
m magnetisme dan kelistrikan
k
dalam rum
mus matem
matis. Pada
a
tahun 1864, ia membuktik
m
kan bahwa
a gelomban
ng elektromagnetik ialah gabu
ungan dari
m
Maxwell
M
me
endapati bahwa
b
cahaya ialah salah satu
u
osilasi medan lisstrik dan magnetik.
e
gnetik. Ia juga mem
mbuka pem
mahaman tentang gerak
g
gas,
bentukk radiasi elektromag
dengan
n menunju
ukkan bahwa laju molekul-mo
m
olekul di dalam gas bergantun
ng kepada
a
suhunyya masing--masing.
Fisikawan Inggris kesohor Ja
ames Clerkk Maxwell ini terken
nal melaluii formulasi
empat pernyataa
an yang me
enjelaskan
n hukum dasar listrikk dan magn
nit. Kedua bidang ini
sebelum Maxwell sudah diselidiki
d
la
ama sekalii dan suda
ah sama d
diketahui ada
a
kaitan
n
antar keduanya. Namun,, walau pelbagai
p
hukum lisstrik dan kemagnittan sudah
h
diketem
mukan dan
n mengand
dung kebenaran dala
am bebera
apa segi, sebelum Maxwell, takk
ada sa
atu pun da
ari hukum--hukum itu
u yang me
erupakan satu
s
teori terpadu. Dalam dia
a
punya empat pe
erangkat hu
ukum yang
g dirumuskan secarra ringkas (tetapi pu
unya bobott
b
me
enjabarkan
n secara te
epat perilakku dan saling hubung
gan antara
a
tinggi), Maxwell berhasil
n listrik dan
n magnit.
medan
Pendapat Maxwell bukan han
nya merup
pakan hukkum dasar dari kelis
strikan dan
n
kemagnitan, tetapi juga sek
kaligus me
erupakan hukum
h
dassar optik. C
Cahaya yang tampak
k
oleh mata
m
bukan
n semata je
enis yang memungkkinkan radiasi elektro
omagnetik. Pendapatt
Maxwe
ell menunjjukkan ba
ahwa “gelombang elektromag
e
gnetik lain
n, berbeda dengan
n
cahaya
a yang tam
mpak oleh mata
m
dalam
m dia punyya panjang gelomban
ng dan frekkuensi”.
Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang
sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang
diramalkan oleh Maxwell itu.
Hukum Maxwell ini sebernarnya merupakan gabungan dari 4 buah hukum, yaitu:
1. hukum Gauss, yang terjemahannya “Jumlah fluks listrik yang menembus tegak
lurus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang
dilingkupi permukaan tersebut.”
2. Yang kedua adalah hukum Gauss, tapi yang membahas medan magnet.Artinya,
garis-garis fluks magnet merupakan lintasan tertutup. Dengan kata lain, tidak ada
muatan magnetik.
3. hukum Faraday, medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat
menghasilkan medan listrik.
4. hukum Ampere: hokum Ampere ini arus dapat menimbulkan medan magnet.
medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menimbulkan medan magnet.
medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, dan medan listrik dapat
menimbulkan medan magnet Ini dinamakan gelombang elektromagnetik.
definisi pertama:
= fluks listrik =
dengan begitu ,maka cara menghitung fluks :
jadi dapat disimplkan bahwa :
6. HUKUM CHILD LANGMUIR
Persamaan untuk arus terbatas muatan ruang dalam dioda bidang paralel pertama kali
dijabarkan oleh child dan kemudian secara lebih terperinci oleh Langmuir, hubungan ini
dinamakan hukum child Langmuir atau hukum pangkat tiga per dua.
Hukum ini menunjukkan bahwa arus terbatas muatan ruang dalam dioda datar paralel
berbanding langsung dengan pangkat tiga per dua dari tegangan anoda dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antara naoda dan katoda.
Hukum pangkat tiga per dua untuk ketergantungan arus muatan ruang terbatas pada
tegangan anoda tidak hanya pada elektroda datar paralel tetapi juga untuk elektroda lain bentuk
geometri.
7. Hukum Biot Sa
avart
Biot Savartt adalah hukkum dasar listrik
l
yang membahass gaya yang
g dihasilkan
berdasa
arkan intera
aksi antara medan mag
gnet dan arus yang me
engalir pada
a konduktorr.
Gaya elektromagnetik diperoleh dengan::
fo = B.l.i sin α new
wton
dengan
n,
B = kera
apatan flukss, Wb/m^2 (T)
l = panjang kondukktor, m
i = aruss yang meng
galir pada konduktor,
k
A
α = sud
dut antara arah arus de
engan arah medan mag
gnet.
Arah gaya yang dihasilkan tegak lurus denga
an arus dan
n medan ma
agnet. Pada
a mesin
listrik, medan
m
magnet bersifatt radial pada
a celah uda
ara, artinya konduktor d
dan medan magnet
tegak lu
urus satu sa
ama lain dan α = 900
fo = B.l.i newton
Pada Gamb
bar 1(a), B menunjukkkan kerapata
an fluks darri medan ma
agnet asal. Adanya
konduktor yang me
engaliri arus
s menimbullkan medan
n magnet ba
aru. Medan asal dan medan
m
yang
mengga
abungkan kkonduktor untuk mengh
hasilkan me
edan baru ditunjukkan pada Gamb
bar 1(b).
Medan yang dihassilkan berub
bah di sekita
ar konduktor, kerapatan
n fluks yang
g dihasilkan
n menjadi
besar di
d satu sisi d
dan kecil di sisi lainnya sehingga menimbulka
m
an adanya g
gaya elektro
omagnetik
dengan
n arah seperti yang ditu
unjukkan pa
ada gambarr.
1a,
1b
1c.
Pada kondiisi peningka
atan kerapa
atan fluks di satu sisi sa
ama nilainyya dengan penurunan
p
ainnya, besarnya gaya
a elektromag
gnetik diperroleh melalu
ui Persamaa
an 2. Ketika
a arah arus
di sisi la
dan ara
ah medan m
magnet diba
alik, arah ga
aya yang be
ekerja pada konduktor jjuga beruba
ah. Namun,
jika arah arus dan medan mag
gnet diubah
h, arah gaya
a yang diha
asilkan tidakk berubah. Gambar
G
1(c) me
enunjukkan pengaruh perubahan
p
p
pengubaha
n arus ketikka arah med
dan diubah. Jelas
bahwa pada kondisi tersebut arah gaya berubah.
b
Gamba
ar atraksi
gam
mbar repulsi.
Hukum Bio
ot Savart dapat diterapkkan untuk mengukur
m
ga
aya antara dua arus ya
ang
mengalir pada kon
nduktor. Gam
mbar 2 men
nunjukkan arus
a
paralell pada kond
duktor l dipissahkan
oleh jarrak D dan berada pada
a permeabilitas μ. Kedu
ua arus dise
ebut dengan
n I1 dan I2. pada
Gamba
ar 2(a), kedu
ua arus men
ngalir denga
an arah yan
ng sama sementara pa
ada Gambar 2(b) arus
tersebu
ut mengalir dengan
d
ara
ah yang berb
beda. Meda
an magnet yang
y
dihasilkan juga ditunjukkan.
Jelas ba
ahwa ketika
a konduktorr mengaliri arus
a
dengan arah yang
g sama, ada
a gaya tarikk antara
keduanya sementa
ara bila arus
s yang men
ngalirinya be
erbeda arah
h terdapat g
gaya tolak diantara
d
keduanya.
Nilai ke
erapatan flukks pada kon
nduktor yan
ng mengaliri arus I2 terrhadap I seb
besar:
Gaya elektromagnetik :
=
8. GAYA LORENZ
Dilahirkan di Arnhem, Belanda. Ia belajar di Universitas Leiden. Pada usia 19 tahun ia
kembali ke Arnhem dan mengajar di salah satu SMA di sana. Sambil mengajar, ia menyiapkan
tesis doktoral yang memperluas teori James Clerk Maxwell mengenai elektromagnet yang
meliputi rincian dari pemantulan dan pembiasan cahaya.
MENENTUKAN ARAH GAYA LORENTZ
Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Jari-jari tangan kanan
diatur sedemikian rupa, sehingga Ibu jari tegak lurus terjadap telunjuk dan tegak lurus juga
terhadap jari tengah. Bila arah medan magnet (B) diwakili oleh telunjuk dan arah arus listrik (I)
diwakili oleh ibu jari, maka arah gaya lorentz (F) di tunjukkan oleh jari tengah.
perhatikan gambar berikut :
Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut :
(1) kuat medan magnet (B)
(2) besar arus listrik (I)
(3) panjang penghantar
sehingga dapat dirumuskan
F = B.I.L
keterangan :
F adalah gaya lorentz (N)
B adalah kuat medan magnet (Tesla)
I adalah kuat arus listrik (A)
L adalah panjang penghantar (m)
gaya lorentz adalah gaya yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa gaya Lorentz dapat timbul dengan syarat sebagai berikut :
(a) ada kawat pengahantar yang dialiri arus
(b) penghantar berada di dalam medan magnet
(c) Bila penghantar berarus di letakkan di dalam medan magnet , maka pada penghantar akan
timbul gaya
9.Hukum Moore.
Hukum Moore adalah salah satu hukum yang terkenal dalam industri mikroprosesor
yang menjelaskan tingkat pertumbuhan kecepatan mikroprosesor. Diperkenalkan oleh Gordon
E. Moore salah satu pendiri intel. Ia mengatakan bahwa pertumbuhan kecepatan perhitungan
mikroprosesor mengikuti rumusan eksponensial.
Perkembangan
teknologi
dewasa
ini
menjadikan HUKUM
MOORE
semakin
tidak Relevan untuk meramalkan kecepatan mikroprossesor. Hukum Moore, yang menyatakan
bahwa kompleksitas sebuah mikroprosesor akan meningkat dua kali lipat tiap 18 bulan sekali,
sekarang semakin dekat kearah jenuh. Hal ini semakin nyata setelah Intel secara resmi
memulai arsitektur prosesornya dengan code Nehalem. Prosesor ini akan mulai menerapkan
teknik teknologi nano dalam pembuatan prosesor, sehingga tidak membutuhkan waktu selama
18 bulan untuk melihat peningkatan kompleksitas tapi akan lebih singkat
Akan tetapi, saat ini Hukum Moore telah dijadikan target dan tujuan yang ingin dicapai dalam
pengembangan industri semikonduktor. Peneliti di industri prosesor berusaha mewujudkan
Hukum Moore dalam pengembangan produknya. Industri material semikonduktor terus
menyempurnakan produk material yang dibutuhkan prosesor, dan aplikasi komputer dan
telekomunikasi berkembang pesat seiring dikeluarkannya prosesor yang memiliki kemampuan
semakin tinggi.
Secara tidak langsung, Hukum Moore menjadi umpan balik (feedback) untuk
mengendalikan laju peningkatan jumlah transistor pada keping IC. Hukum Moore telah
mengendalikan semua orang untuk bersama-sama mengembangkan prosesor. Terlepas dari
alasan-alasan tersebut, pemakaian transistor akan terus meningkat hingga ditemukannya
teknologi yang lebih efektif dan efisien yang akan menggeser mekanisme kerja transistor
sebagaimana yang dipakai saat ini.
Meskipun Gordon Moore bukanlah penemu transistor atau IC, gagasan yang
dilontarkannya mengenai kecenderungan peningkatan pemakaian jumlah transistor pada IC
telah memberikan sumbangan besar bagi kemajuan teknologi informasi. Tanpa jasa Moore
mungkin kita belum bisa menikmati komputer berkecepatan 3GHz seperti saat ini.
Pemikiran Moore
Usulan Dr. Moore yang pernah dibuat menyatakan, sistem akan jadi makin rumit
dibanding sebelumnya. Dan integrasi sirkuit adalah cara untuk memangkas biaya elektronik.
“Sirkuit yang terintegrasi” adalah istilah yang merujuk pada sekumpulan transistor yang saling
terkoneksi, dioda-dioda, dan sirkuit pada selembar chip silikon – sejenis material semikonduksi.
Ketika Dr. Moore menulis artikelnya, sirkuit terintegrasi ini punya 30 komponen. Sementara
laboratorium tempat dia bekerja punya satu yang memiliki 60 komponen.
Dr. Moore menuturkan, ada gejala penggandaan setiap tahunnya untuk jumlah
komponen per sirkuit yang terintegrasi. Dan jika dihitung-hitung selama 10 tahun ke depan,
jumlahnya akan menjadi 60.000 dalam setiap chip. Menurutnya, hal itu merupakan ekstrapolasi
yang cukup berani. Tapi dia berharap prediksinya cukup akurat dan ada kondisi yang
memungkinkan biayanya bisa lebih murah.
Chip dalam Dunia Digital
Tanpa kehadiran chip – yang terus-menerus berkembang dan mengecil secara ukuran –
perangkat bergerak, PDA (personal digital assistants), game, laptop, dan pemutar musik digital,
tidak akan secanggih sekarang.
Tetapi ada batasan untuk seberapa banyak komponen bisa dimasukkan ke dalam
sebuah chip. Hukum Moore telah meramalkan hal ini 10 sampai 20 tahun sebelum batas
maksimum dicapai.
Sementara itu, ada keinginan untuk meningkatkan performa sekaligus menurunkan resiko
kebocoran energi dan pengurangan panas pada sebuah chip. Yang mana, hal ini menjadi
masalah ketika ada kebutuhan untuk memasukkan lebih banyak sirkuit ke dalam ruangan chip
yang semakin sempit.
Para peneliti di seluruh dunia, mencari altenatif quantum computing dan nanotechnologies
untuk menggantikan teknologi chip berbasis silikon.
Walaupun begitu, Dr. Moore masih tidak yakin akan usaha mengganti komponen
tersebut dengan teknologi dan material yang dikembangkan dalam skala nano. Dr. Moore
menambahkan, “Kami sudah beroperasi dengan baik pada level dibawah 100nm – bisa dibilang
batas konvensional untuk nanotechnology. Tetapi untuk membangun sesuatu yang lebih kecil,
saya masih ragu.” ujarnya.
Dalam Hukum Moore disebutkan, bahwa jumlah transistor dalam sebuah chip akan
berlipat ganda setiap dua tahun. Hukum Moore dikemukakan oleh Gordon Moore, peraih gelar
PhD bidang fisika dan kimia dari Caltech. Saat bekerja di Fairchild Semiconductor, ia menulis
sebuah artikel berjudul “Cramming More Components Onto Integrated Circuits” di majalah
Electronics No. 8 Volume 38 pada 19 April 1965. Tulisannya inilah yang disebut sebagai Hukum
Moore.
Gordon Moore bersama Robert Noyce mendirikan Intel pada tahun 1968. Tak heran jika
kini Gordon Moore dikenal sebagai salah satu orang terkaya di dunia. Betapa tidak,
berdasarkan data riset Mercury Research pada tahun 2003, produk Intel menguasai 83,6%
pasar processor dunia yang bernilai jutaan dolar AS. Meski Gordon Moore bukan penemu
transistor, gagasan yang dilontarkan mengenai kecenderungan peningkatan pemakaian jumlah
transistor pada integrated circuit (IC) telah memberikan sumbangan besar bagi dunia teknologi
informasi.
Banyak kalangan yang sempat diragukan sampai kapan Hukum Moore bisa dianggap
valid. Namun, sejak Intel memproduksi chip 70-megabit dengan lebih dari satu setengah miliar
transistor berteknologi 65 nanometer (nm), kepercayaan semakin meningkat. Hukum Moore
ternyata masih relevan dalam perkembangan processor saat ini. Bayangkan, transistor dalam
teknologi 65 nm, satu nanometer sama dengan sepermiliar meter, masih memiliki saklar untuk
mengaktifkan transistor sebesar 35 nm.
Proses teknologi baru ini meningkatkan jumlah transistor-transistor kecil yang dapat
dimuat ke dalam sebuah chip, memberi pijakan bagi Intel untuk menghadirkan processorprocessor multi-core masa depan. Proses teknologi 65 nm juga meliputi beberapa fitur unik
untuk menghemat daya dan meningkatkan kinerja. Pada bulan November 2003, Intel
mengumumkan penggunaan proses 65 nm untuk membuat SRAM 4-megabit. Sejak itu, Intel
telah melakukan fabrikasi dari SRAM 70-megabit yang berfungsi penuh menggunakan proses
ini. Sel-sel SRAM yang kecil memungkinkan bagi integrasi cache lebih besar dalam processor,
yang meningkatkan kinerja.
Setiap sel memory SRAM memiliki enam transistor yang dikemas dalam bidang seluas
0.57 µm. Kira-kira 10 juta dari transistor tersebut dapat ditempatkan ke dalam satu milimeter
persegi, setara dengan ukuran titik yang dihasilkan oleh pulpen.
10. Hukum
H
K
Kirchho
off Tega
angan
Hukum
m ini menye
ebutkan bah
hwa di dalam suatu lup
p tertutup maka
m
jumlah
h sumber teg
gangan
serta tegangan
t
ja
atuh adalah
h nol.
Pada KCL (kircho
off current la
aw) berlaku
u rumus
atau
Pada KVL
K
(Kirchho
off's voltage
e law) berlaku rumus
atau
uatu ikal terttutup dari ra
angkaian lisstrik
Gambar 1. Contoh su
d atas, rang
gkaian ini te
erdiri dari su
umber tega
angan dan
Seperrti diperlihattkan dalam Gambar 1 di
empatt buah komponen. Jika
a sumber te
egangan diju
umlah deng
gan teganga
an jatuh pad
da
keemp
pat kompon
nen, maka hasilnya
h
ada
alah nol, se
eperti ditunju
ukan oleh p
persamaan berikut.
BAB V1
PENUTUP
Demikian lapoaran ini saya buat semoga lapoaran ini berguna bagi saya dan teman
teman yang menbacanya. Apabila dalam makalah ini terdapat kesalahan baik dalam
penyusunan maupun dalam kata kata saya mohon maaf. Terima kasih
1. Kesimpulan
dari hukum yang telah dipelajari diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa:
a.
b.
c.
d.
GGL itu terbentuk Apabila sepotong kawat penghantar listrik berada dalam Medan
magnet yang berubah-ubah
Sebuah gelombang elektromagnetik akan terbentuk apabila adanya mena magnet.
Dan medan magnet akan terbentuk apabila ada medan listrik.
Hukum hukum diatas adanya keterkaitan satu sama lain
Besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus
dengan Beda potensial yang diterapkan kepadanya.
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.electricalfun.com/
Tokoh Penemu Hukum Ohm.doc - download (75 kb) 25 september 2010. 22.41
2. HaGe - http://dunia-listrik.blogspot.com
Hukum tentang bio – savart 25 september 2010. 20.55
3. http://www.intel.com/pressroom/kits/bios/moore.htm
biodata tentang penemu hokum moore .26 september 2010. 19.30
4. http://anantoep.wordpress.com/2010/08/01/hukum-maxwell/
materi tentang hokum Maxwell. 28 september 2010,, 16.30
5. John R Reitz.1993.dasar teori listrik magnet,penyuntingan dan penerbitan karya ilmiah
Indonesia. ITB Bandung
6. http://dunia-listrik.blogspot.com.28 september 2010. 21.50
7. Sumber :http://alljabbar.wordpress.com/2008/04/06/gaya-lorentz/. 26 september 2010.
21.30
8. Hendrik A. Lorentz - Biography at Nobelprize.org
9. sumber : http://www.museumlistrik.com/koleksi/koleksi05_0001.htm. 26 september 2010
19.00
10.
http://taghyr.wordpress.com/2008/08/20/pengertian-hambatan-arus-tegangan-dan-bunyi-
hukum-ohm/
11.
http://www.unj.ac.id/ft/elektro/belajar/halaman%20utama6.htm
12.
http://alljabbar.wordpress.com/2008/04/06/hukum-kirchoff-1/
13.
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/hukum-hukum-dasar-listrik.html
14.
http://www.uploadcity.com/?q=hukum+listrik+arus+searah+dan+hukum+kirchhoff