Listrik statis ,Hukum Columb , dan Gauss
Resume Jurnal
1.Sumber : https://www.researchgate.net/publication/345959827_MODIFIKASI_DISTRIBUSI_MUATAN_BERDASARKAN_DISTRIBUSI_FERMI-DIRAC_DAN_APLIKASINYA_PADA_HUKUM_GAUSS
Judul : MODIFIKASI DISTRIBUSI MUATAN BERDASARKAN DISTRIBUSI FERMI-DIRAC DAN APLIKASINYA PADA HUKUM GAUSS
Author : Yuant Tiandho, Okky Fajar Tri Maryana, Fitri Afriani, Asep Saefullah, Indra Pardede
Publisher : P-ISSN: 2303-3142 E-ISSN: 2548-8570
Jurnal Sains dan Teknologi Vol. 9 No 2
Tahun : Tahun 2020
Teori :
Hukum Gauss merupakan salah satu hukum fundamental fisika, khususnya dalam kajian listrik. Salah satu variabel penting untuk dapat menggunakan hukum Gauss adalah kemampuan menentukan muatan yang terlingkupi permukaan Gauss.
Metode :
Metode penelitian dibagi menjadi
dua yaitu:
(1) menentukan model distribusi muatan yang Gauss serta medan listriknya dan
(2) menggunakannya dalam simulasi. Untuk menentukan model distribusi muatan digunakan fungsi distribusi Fermi-Dirac (Troy, 2012),
Studi Kasus :
dengan faktor kT menuju nilai yang sangat kecil. Pada praktiknya digunakan sebuah parameter yang analogi dengan faktor kT tetapi bukan dalam bentuk pembagi melainkan pengali. Sehingga apabila kT bernilai sangat kecil maka parameter yang tersebut bernilai sangat besar. Pemilihan tersebut dilakukan agar diperoleh kurva distribusi yang dapat berubah secara signifikan pada suatu titik tinjau, dalam kasus ini, pada radius objek. Setelah distribusi muatan yang terlingkupi oleh permukaan Gauss diperoleh maka dilakukan perhitungan medan listrik di seluruh daerah objek menggunakan hukum Gauss
Permasalahan :
untuk menggunakan hukum Gauss harus diketahui distribusi muatan yang terlingkupi oleh permukaan Gauss. Dalam pembahasan konvensional, untuk mendefinisikan bentuk distribusi muatan dibutuhkan kata kunci: apakah titik tinjau berada di dalam objek atau di luar objek?
Karena pada kenyataannya memang bentuk distribusi muatan di kedua daerah tersebut berbeda. Misalkan untuk suatu bola isolator (diasumsikan muatan pada isolator tersebar secara merata)
Solusi :
menggunakan satu buah persamaan distribusi muatan maka diperoleh ungkapan tunggal medan listrik yang berlaku pada seluruh kondisi: di dalam dan di luar objek. Sehingga dengan memanfaatkan hasil tersebut maka algoritma simulasi lebih sederhana dibanding apabila menggunakan definisi medan listrik secara konvensional. Validasi fungsi distribusi muatan dilakukan dengan cara menerapkan model tersebut pada beberapa objek simetri bola seperti bola solid konduktor, bola solid isolator, bola konsentris konduktor dan bola konsentris isolator.
Proses simulasi dilakukan secara sederhana dengan memasukkan hasil-hasil tersebut dalam bentuk plot muatan terlingkupi dan plot medan listrik tetapi dengan variasi ukuran objek dan muatan total atau rapat muatannya. Penambahan pilihan manipulasi variabel dilakukan agar simulasi dapat lebih mudah untuk dijalankan
Kesimpulan
Distribusi muatan suatu objek didefinisikan oleh fungsi sepenggal (piecewise continuous function). Model distribusi muatan yang berlaku untuk di seluruh lokasi. Model tersebut disusun berdasarkan analogi dengan fungsi distribusi Fermi-Dirac. Model yang diajukan mengandung fungsi eksponensial yang terkait dengan radius benda dan dilengkapi dengan suatu parameter untuk menghindari munculnya lekukan kurva yang bersifat tidak fisis. Distribusi muatan tersebut dapat digunakan untuk simulasi menghitung muatan yang terlingkupi oleh permukaan Gauss dan menentukan medan listriknya
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Sumber : https://snf.fmipa.unri.ac.id/wp-content/uploads/2019/03/29.-3040-156-160NI.pdf
Judul : ANALISIS KAPASITANSI ELEKTRODA DALAM HUKUM GAUSS PADA KONDUKTOR BOLA PEJAL DAN TABUNG PEJAL
Author : Fakhri Abdul Rahman, Imas Ratna Ermawati, Septa Ripandi, Dwi Fujiastuti
Publisher : Prosiding Seminar Nasional Fisika Universitas Riau ke-3 2018
ISBN : I978-979-792-691-5
Tahun : 2018
Teori
Hukum Gauss adalah sebuah alternatif dari Hukum Coulomb untuk menyatakan hubungan antara muatan listrik dan medan listrik. Rumusannya yang dikenal sebagai Hukum Gauss merupakan ungkapan tentang suatu sifat penting medan elektrostatik .Sebelum adanya Hukum Gauss, para fisikawan seringkali berpikir, bagaimana dan berapa besar muatan yang terkandung dalam suatu sumber muatan. Sejatinya, besarnya muatan tersebut tidak akan tak terbatas. Besarnya medan listrik tersebut haruslah fungsi dari jarak terhadap sumber muatan.
Metode
Metode langsung yang dilakukan adalah dengan melakukan percobaan langsung di Laboratorium Fisika Dasar dengan menggunakan alat dan bahan yang telah ditentukan. Metode tidak langsung yang di lakukan adalah dengan menggunakan buku sebagai referensi
Studi Kasus
Menganalisis kapasitansi elektroda dalam Hukum Gauss pada konduktor berbentuk bola pejal dan tabung pejal, menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya nilai muatan Q dan menentukan nilai kapasitansi C berdasarkan nilai muatan Q.
Permasalahan
Menentukan Besarnya Nilai Muatan Q yang bekerja dalam rangkaian listrik dengan menggunakan bola pejal dan tabung pejal dengan nilai 2v,4v,dan 6v.
Solusi
Melakukan Perhitungan menggunakan persamaan , memberikan hubungan antara hukum gauss,kapasitansi elektroda,dan distribusi medan listrik yang sesuai.
Kesimpulan
Terdapat hubungan yang berbanding lurus antara nilai muatan Q dengan kapasitansi elektroda dan berbanding terbalik dengan besarnya nilai tegangan awal Vo.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.Sumber : https://jurnal.untan.ac.id/index.php/jbmstr/article/view/35881/0
Judul : PEMODELAN MATEMATIS UNTUK PERSAMAAN BEDA POTENSIAL LISTRIK
Author : Resti Julia Susanti, Evi Noviani, Fransiskus Fran
Publisher : Buletin Ilmiah Mat. Stat. dan Terapannya (Bimaster)
Volume 08, No. 4
Tahun : (2019), hal 691-698.
Teori
Listrik statis merupakan fenomena yang terjadi akibat ketidakseimbangan muatan pada suatu
benda.Ketidak-seimbangan muatan terjadi karena benda bergesekan dengan benda lainnya dan
menyebabkan benda tersebut menjadi bermuatan listrik.Listrik statis yang dihasilkan akibat gesekan
antar benda disebut sebagai elektrostatis.Salah satu bagian dari elektrostatis yang dapat dikaji dalam
matematika adalah beda potensial listrik.Beda potensial listrik merupakan usaha yang diperlukan
untuk memindahkan muatan listrik dari suatu titik ke titik lainnya.
Metode
Metode yang di gunakan Menggunakan persamaan diferensial untuk memodelkan beda potensial listrik.
Studi Kasus
Persamaan beda potensial listrik terlebih dahulu dimisalkan terdapat suatu muatan tunggal pada titik(Xo,Yo) dan menganalisa persamaan fluks listrik yang dihasilkan oleh muatan tersebut. Setelah diperoleh persamaan untuk fluks listrik, selanjutnya dapat dicari persamaan untuk medan listrik yang dihasilkan oleh muatan tersebut dan menuliskan persamaan medan listrik yang telah diperoleh ke dalam bentuk persamaan diferensial
Permasalahan
Salah satu permasalahan dalam fisika yang dapat dimodelkan ke dalam persamaan diferensial
parsial adalah listrik statis. Listrik statis adalah istilah yang digunakan untuk muatan listrik yang tidak
mengalir. Dalam kehidupan sehari-hari, listrik statis dapat memberikan keuntungan maupun kerugian.
Solusi
Membuat persamaan dengan menganalisa menggunakan hukum columb
Setelah diperoleh persamaan untuk fluks listrik selanjutnya dapat dicari persamaan untuk medan listrik yang dihasilkan oleh muatan tersebut dan menuliskan persamaan medan listrik yang telah diperoleh ke dalam bentuk persamaan diferensial
Medan listrik
dirumuskan sebagai berikut:
Lambang Q pada persamaan melambangkan total muatan yang terlingkupi oleh permukaan Gauss.
Setiap muatan listrik yang berada pada suatu titik memiliki energi potensial yang disebut sebagai
potensial listrik.
Potensial listrik juga didefinisikan sebagai energi potensial listrik per satuan muatan
listrik, yang dirumuskan sebagai berikut:
Kesimpulan
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4.Sumber :https://ejournals.umn.ac.id/index.php/SK/article/view/929
Judul : Analisis Pola Radiasi Antena Dipole pada aplikasi Wireless Sensor Networks di Industrial Site
Author : Nabila Husna Shabrina, Samuel
Publisher : ULTIMA Computing, Vol. X, No. 2
Tahun : Desember2018
Teori
Penggunaan teknologi nirkabel seperti Wireless Sensor Networks mengalami perkembangan yang cukup pesat khususnya pada industrial site. Dengan adanya Wireless Sensor Networks,pengumpulan dan pendistribusian data yang dibutuhkan oleh operator industri dapat dilakukan secara otomatis sehingga proses pengolahan dan monitoring data dapat dilakukan secara lebih efektif dan efisien. Wireless Sensor Networks memanfaatkan gelombang elektromagnetik untuk mentransmisikan data yang diperlukan.
Metode
Metode simulasi dilakukan dengan meletakkan satu antena dipole pada industrial site yang sudah dimodelkan sebelumnya.
Studi Kasus
Pemodelan dan simulasi untuk mengetahui pola radiasi antena yang digunakan pada Wireless Sensor Networks.
Permasalahan
Gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh antena pada Wireless Sensor Networks memiliki karakteristik yang rentan terhadap mesin manufaktur yang berada di sekitarnya. Oleh karena itu, implementasi Wireless Sensor Networks yang tidak tepat akan menurunkan kualitas proses komunikasi dari Wireless Sensor Networks
Solusi
Dibutuhkan uji coba terlebih dahulu sebelum melakukan implementasi Wireless Sensor Networks pada industrial site. Uji coba dapat dilakukan dengan mensimulasikan Wireless Sensor Networks yang digunakan pada industrial site. Dengan adanya simulasi, pengguna dapat terlebih dahulu mengetahui pola radiasi dan menentukan lokasi terbaik untuk setiap nodes Wireless Sensor Networks
Kesimpulan
Hasil simulasi menunjukkan bahwa besarnya direktivitas antena dipole meningkat sebesar 1,835 dB dengan besar main lobe meningkat sebanyak 0,240 dB. Besarnya S11 Parameter dan gain pada simulasi antena dipole di industrial site juga meningkat masing-masing sebesar 2,803 dB dan 1,261 dB.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5.Sumber :https://jurnal.fkip.uns.ac.id/index.php/fisika/article/view/1877
Judul : Analisis Pola Radiasi Antena Dipole pada aplikasi Wireless Sensor Networks di Industrial Site
Author : Ahmad Fauzi
Publisher : Jurnal Materi dan Pendidikan Fisika
Tahun : Desember2018
Teori
Fisika adalah ilmu yang mengkaji interaksi antara energi
dan materi yang menjadi dasar bagi ilmu pengetahuan alam dan
teknologi. Dalam pembelajaran fisika di perguruan tinggi,
mahasiswa diharapkan tidak hanya menguasai konsep-konsep fisika secara
teori tetapi juga harus mampu menggunakan metode ilmiah untuk
membuktikan konsep-konsep fisika yang didapat dari teori tersebut
Metode
Penelitian ini dengan cara penentuan konduktivitas dan resistivitas air laut dengan menggunakan pengukuran tidak langsung
Studi Kasus
Bagaimanakah memanfaatkan konsep-konsep listrik dan magnet untuk memecahkan permasalahan tentang penentuan konduktivitas dan resistivitas air laut
Permasalahan
Teknik penggunaan persamaan-persamaan untuk menentukan konduktivitas dan resistivitas air laut secara lengkap diuraikan dalam penjelasan berikut.
Misalkan terdapat dua bola logam masing-masing berjari-jari a kemudian dimasukkan ke dalam air laut dengan jarak antara kedua bola adalah .
Solusi
Dengan memberikan catu daya dengan daya tertentu maka antara kedua bola tersebut akan timbul beda potensial sebesar V
dan besar kuat arus listrik yang mengalir antara kedua bola adalah
Kesimpulan
Berdasarkan persamaan dengan mengukur nilai I maka nilai konduktivitas dan resistivitas air laut dapat ditentukan. Apabila nilai konduktivitas σ dimasukkan pada persamaan maka juga akan dapat ditentukan nilai hambatan air laut yang satuannya dinyatakan dalam Ω
Komentar
Posting Komentar