tugas group

5/21/2018 Tugas Group

1/9

Kelompok 1

Topik Bahasan : Konversi Energi

Energidapat didefinisikan sebagai kekuatan yang dimiliki oleh suatu benda sehingga mampu

untuk melakukan kerja

Contoh bentuk-bentuk Energi Energi matahari

Energi listrik

Energi kinetik

Energi panas / energi termal

Energi nuklir

Energi kimia, dll

1. Sifat Energi

Hukum Kekekalan energi

energi tidak dapat di musnahkan, tapi dapat dirubah kedalam bentuk yang lain. Hal ini

berarti, energi tidak dapat dimusnahkan tapi dapat diubah dalam bentuk lain dan

dimanfaatkan untuk kepentingan energi.

2. Sifat-sifat Energi secara umum.

a. Transformasi energi, artinya energi dapat diubah menjadi bentuk lain, misalkan

energi panas pembakaran menjadi energi mekanik mesin. Contoh yang lain adalah

proses perubahan energi atau konversi energi pada turbin dan pompa.

b. Transfer energi, yaitu energi panas (heat) dapat ditransfer dari tempat satu

ketempat lainnya atau dari material satu ke material lainnya.

c.

Energi dapat pindah ke benda lain melalui suatu gaya yang menyebabkanpergeseran, sering disebut dengan energi mekanik,

d. Energi adalah kekal, tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan

3. Bentuk-bentuk energi

a. Energi kinetik (energi gerak)

Energi Kinetik energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakannya.

Contoh:

* Gerak gelombang laut

* Mobil yang sedang melaju

* Benda jatuh* Air terjun

b.

Energi potensial

Energi Potensial adalah energi yang tersimpan pada benda kerja karena

kedudukannya.

Contoh : Energi potensial air

Air di wadukenergi mekanikenergi listrik

c.

Energi mekanik

Energi mekanik adalah energi total yaitu penjumlahan antara energi kinetik dan energi

potensial.

Energi mekanik merupakan energi gerak.

Turbin Air


2/9

energi potensialenergi mekanikmemutar generator listrik

d. Energi listrik

Energi listrik adalah energi yang berkaitan dengan arus elektron.

Contoh: Motor starter dan alternator perubahan energi listrik.

e.

Energi elektromagnetikEnergi Elektromagnetik merupakan bentuk energi yang berkaitan dengan radiasi

elektromagnetik.

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang

berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat

yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik

Contoh penggunaan energi elektromagnetik: Radio, Microwave, Sinar X, Infrared, dll

f.

Energi kimia

Energi Kimia merupakan energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron di

mana dua atau lebih atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa

kimia yang stabil. Energi kimia hanya dapat terjadi dalam bentuk energi tersimpan.

Contoh: Baterai dan Accu

g. Energi nuklir

Energi Nuklir adalah energi dalam bentuk energi tersimpan yang dapat dilepas

akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi ini dilepas sebagai

hasil usaha partikel-partikel untuk memperoleh kondisi yang lebih stabil.

h.

Energi termal

Energi Termal merupakan bentuk energi dasar di mana dalam kata lain adalah semua

energi yang dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi panas

Contoh : PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas) sebagai contoh pemanfaatanenergi geotermal (energi panas bumi)

i. Energi angin

Energi Angin merupakan energi yang tidak akan habis, material utama berupa angin

dengan kecepatan tertentu yang mengenai turbin angin sehingga menjadi gerak

mekanik dan listrik.

Defenisi Mesin Konversi Energi

Mesin adalah suatu pesawat yang menghasilkan suatu gerak/kerja.

Mesin Konversi Energi adalah suatu pesawat yang mengubah suatu energi menjadienergi yang lain sehingga menghasilkan suatu kerja/usaha yang dimanfaatkan untuk

kepentingan manusia

Contoh Mesin Konversi Energi:

Motor bakar

Energi kimia (campuran bahan bakar) energi mekanik (naik turunnya poros

engkol)

Motor Starter

Energi listrik energi mekanik (gerak putar roda gigi pinion untuk penggerak awal

engine)

Refrigator (air condition)

Mengubah energi listrikEnergi mekanikenergi thermal.


3/9

Pompa

Mengubah energi gerakEnergi Fluida

Kelompok 2

Topik Bahasan : Arus Listrik

Arus ListrikArus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-

elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Aliran muatan

dari satu tempat ketempat yang lain menyebabkan terjadinya arus listrik. Arus listrik bergerak

dari termina positif ke terminal negatif gambar 1. Aliran listrik dalam kawat logam terdir dari

aliran elektron, arus listrik dianggap berlawanan arah gerakan elektron.

Gambar 1. Arus listrik mengalir ke beban.

Jika sejumlah muatan Q melewati suatu titik dalam penghantar dalam selang waktu t, maka

arus dalam penghantar adalah :

Persamaan arus listrik:

I =

[]=

=

= A

Keterangan:

I = arus listrik (A).

Q = muatan listrik (Coulomb)

t = selang waktu (detik)

Satu Amper (1 A) adalah sejumlah aliran arus yang memuat elektron satu coulomb (1 C)

dimana muatan bergerak kesuatu titik dalam satu detik.

Contoh : Muatan sebanyak 0,24 Coulomb bergerak dalam 2 mili detik. Hitung besarnya arus?

Jawaban:

I =

=

=

= 120 A

Arus listrik bergerak dari terminal positip ke terminal negatif dalam loop tertutup, aliran arus

listrik terjadi karena terdapat beda potensial antara kutub positip dan kutub negatifnya.


4/9

Kelompok 3

Topik Bahasan : Tegangan Listrik

Tegangan lisrikTegangan listik yaitu 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. Tegangan atau beda potensial antara dua titik,

adalah usaha yang dibutuhkan untuk membawa muatan satu coulomb dari satu titik ke titik

lainnya.

1. Dua bola yang bermuatan positif dan bermuatan negatif, karena muatan keduanya

sangat lemah dimana beda potensial antara keduanya mendekati nol, maka kedua bola

tidak terjadi interaksi, kedua bola hanya diam saja gambar 1.

Gambar 1. Tidak ada tegangan.

2. Dua buah bola yang masing-masing bermuatan positif, dan negatif. Dengan muatan

berbeda kedua bola akan saling tarik menarik. Untuk memisahkan kedua bola,

diperlukan usaha F1gambar 2.

Gambar 2. Terjadi tegangan.

3. Kejadian dua buah bola bermuatan positif dan negatif, dipisahkan jaraknya dua kali

jarak pada contoh 2), untuk itu diperlukan usaha F2sebesar 2.F1gambar 3.

Gambar 3. Tegangan dua kali lipat dibandingkan b.

4. Ada empat bola, satu bola bermuatan positif dan satu bola bermuatan negatif, dua

bola lainnya tidak bermuatan. Jika dipisahkan diperlukan usaha F2 sebesar 2.F1

gambar 2d.

Gambar 4. Tegangan setengah kali gambar 3.

Persamaan tegangan:


5/9

U =

= []=

=

= V

Keterangan:

U = tegangan (V)

W = Usaha (Nm, Joule)

Q = Muatan (C)

Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik jika diperlukan usaha satu joule untuk

memindahkan muatan listrik satu coulomb.

Contoh : Jika diperlukan usaha 50 Joule untuk setiap memindahkan muatan sebesar 10

Coulomb. Hitung tegangan yang ditimbulkan ?

U =

= U =

= 5 V


6/9

Kelompok 4

Topik Bahasan : Tahanan Listrik

Tahanan listrik.

Sebuah penghantar disebut mempunyai tahanan sebesar satu OHM bila pada kedua

ujungnya diberi perbedaan potensial sebesar satu volt dengan arus satu amper mengalir

diantara kedua ujung tersebut. Dalam penghantar jenis apapun, selama suhunya tetap,

perbandingan antara perbedaan potensial pada ujung-ujungnya dengan besarnya arus yang

mengalir di sepanjang penghantar adalah sama.

Dengan demikian untuk setiap penghantar berlaku :

= Tetap.

Dengan demikian untuk setiap penghantar berlaku :

R =

Jadi 1 Ohm merupakan arus listrik sebesar satu ampere yang mengalir dalam penghantar

pada tegangan 1 volt.

Faktor-faktor mempengaruhi tahanan

Tahanan sebuah penghantar berbanding lurus dengan panjangnya dan berbanding terbalik

dengan besarnya penampang.

Sehingga : R (ohm) =

dimana adalah tetapan (konstanta)Besarnya tetapan tergantung pada jenis material penghantar. Konstanta atau disebut

tahanan jenis suatu material adalah tahanan antara dua permukaan yang berlawanan dari

material itu dalam bentuk kubus, dinyatakan dengan satuan Ohm-cm.

Suatu dari panjang penghantar yang dicari besar tahanannya haruslah sesuai dengan

satuan dari tahanan jenis yang dipakai untuk penghitung. Bila satuan panjang yang digunakan

adalah cm, maka satuan tahanan jenisnya haruslah menggunakan Ohm-cm.

Contoh :

Sepotong kawat sepanjang 100 m dengan penampang 0,001 cm2dibuat dari bahan tembaga

dengan tahanan jenis = 1,7 ohm-cm. Hitunglah tahanan kawat penghantar tersebut.L = 10.000 cm A = 0,001 cm2

=

ohm-cm

R =

= 17 ohm

Selain nilai tahanan tergantung dari panjang dan material maka besar nilai tahanan juga

ditentukan oleh faktor naik turunnya temperatur, sebagaimana dituliskan dalam rumus.

Rt= R0{ }

dimanaR0= Tahanan pada temperatur t1

oC


7/9

Rt= Tahanan pada temperature t2oC

= Koefisien muai panjang sebuah tahanan.

Kelompok 5

Topik Bahasan : Tahanan Listrik

Daya

Di dalam fisika, Daya (P) adalah usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. secara

matematis didefinisikan sebagai berikut:

P =

dengan,

P = Daya (watt)

w = Usaha (joule)t = waktu (s)

Daya termasuk besaran skalar yang dalam satuan MKS mempunyai satuan watt atau J/s

Satuan lain adalah:

1 hp = 1 DK = 1 PK = 746 watt

hp = Horse power; DK = daya kuda; PK = Paarden Kracht

1 Kwh adalah satuan energi yang setara dengan = 3,6 .106watt.detik = 3,6 . 106joule

Contoh:

Sebuah mesin pengangkat mengangkat barang yang massanya 3 ton setinggi 10 meter selama

20 s. Berapa hp daya mesin itu (percepatan gravitas di tempat itu 10 m/s2).

Penyelesaian:Diketahui:

m = 3000 kg

h = 10 m

t = 20 s, g = 10 m/s2.

Ditanyakan : P = ...?

Usaha yang diberikan mesin pengangkat digunakan untuk menambah energi potensial

barang, sehingga berlaku:

W = mgh = 3000 kg. 10 m/s2.10 m = 300.000 joule

P = W/t = 300.000 joule / 20 s = 15.000 watt

Ingat 1 hp = 746 watt, jadi 1 watt = 1/746 hp, maka 15.000 watt sama dengan 15.000 /746 =20,11 hp.

Daya Listrik AC

Dalam listrik AC ada tiga jenis daya, khususnya untuk beban yang memiliki impedansi

(Z) gambar 1:

- Daya semu (S, VA, Volt Amper)

- Daya aktif (P, W, Watt)

- Daya reaktif (QL, VAR, Volt Amper Reaktif)


8/9

Gambar 1. Segitiga Daya Aktif, Reaktif dan Semu.

Dalam arus searah tidak dikenal daya semu dan daya reaktif, yang ada hanya daya saja.

P = U.I = I 2.R = V2/ R (watt)

- Daya Aktif

Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus sinusoida, besarnya

daya setiap saat tidak sama. Maka daya merupakan daya rata-rata diukur dengan satuan

Watt dan diukur dengan alat ukur Wattmeter gambar 2.

Gambar 2.Pengukuran daya dengan wattmeter

Beban Resistor R grafik tegangan U dengan arus I sephasa gambar 6 dimana

perbedaan sudut phasanya 00, faktor kerja cos = 1. sehingga besarnya daya sesaat

adalah p = u. i yang keduanya bernilai positif.

Pada beban resistif, dimana tidak mengandung induktor grafik gelombang tegangan U

dan arus sephasa, sehingga besarnya daya sebagai perkalian tegangan dan arus

menghasilkan dua gelombang yang keduanya bernilai positif. Besarnya daya aktif adalahP (periksa gambar 3). Sisa puncaknya dibagi dua untuk mengisi celah-celah kosong

sehingga kedua rongga terisi oleh dua puncak yang mengisinya.

Gambar 3. Daya diklep beban resistif.

Persamaan daya aktif (P) beban resistif :P =

=

=

U. I = U. I

Keterangan,

P = Daya (watt).

= Harga maksimum, daya, arus dan teganganU, I = Harga efektif : tegangan dan arus

Pada beban impedansi, dimana disamping mengandung Resistor juga terdapat

komponen induktor. Gelombang tegangan mendahului gelombang arus sebesar = 60ogambar 4. Perkalian gelombang tegangan dan gelombang arus menghasilkan dua puncak

positif yang besar dan dua puncak negatif yang kecil. Pergeseran sudut phasa tergantung

seberapa besar komponen induktornya.


9/9

Gambar 4. Daya aktif beban impedansi.

Persamaan daya aktif pada beban induktif :

P = U. I. cos Contoh : Lampu TL dipasang pada tegangan 220 V dan menarik arus 0,5 A dan faktor

kerja besarnya 0,6. Hitunglah daya aktifnya.

Jawaban:

P = U. I. cos = 220V. 0,5A. 0,6 = 66 Watt

-

Daya semuMengukur daya aktif beban impedansi (Resistor R seri dan induktor XL) dilakukan

dengan Wattmeter gambar 5. Daya semu merupakan perkalian tegangan dengan arus,

satuan VA (Volt-Amper). Tegangan di ukur dengan Voltmeter, arus diukur dengan

Ampermeter.

Gambar 5. Pengukuran arus, tegangan, dan wattmeter

S = U. I []= V.A = VA1

S = Daya semu (VA, volt-amper)

U = Tegangan efektif (V)

I = Arus efektif (A)

Daya semu dinyatakan dengan satuan Volt-Amper, menyatakan kapasitas peralatan listrik.

Pada peralatan generator dan Transformator kapasitas dinyatakan dengan daya semu atau

KVA.

tugas group

Documents