VIVAnews - Ilmuwan di Jepang telah menciptakan inovasi teknologi laser yang menggunakan gelombang suara, berbeda dengan laser kovensional yang berbasis cahaya.
Dengan menggunakan drum berskala nano, ilmuwan teknologi laser yang diharapkan dapat mendukung pencitraan USG pada cek medis, juga digunakan pada bagian komputer, pengukuran presisi tingkat tinggi dan lainnya.
Dilansir Wired, 19 Maret 2013, laser khusus ini mengeksplorasi partikel suara atau phonon (fonon). Karena ini, laser dinamakan phaser, atau phonon laser.
Laser sejatinya diciptakan ketika sekumpulan partikel cahaya atau foton yang dipancarkan pada panjang gelombang tertentu dan sangat sempit.
Pancaran foton pada arah dan waktu yang sama, memungkinkan partikel ini secara efisien membawa energi dari satu tempat ke tempat lain.
Sejak teknologi laser pertama kali muncul, ilmuwan belum pernah mencoba inovasi laser suara.
"Dalam proyek ini, kami menyingkirkan bagian optik," kata insinyur Imran Mahboob dari Laboratorium Penelitian Dasar NTT Jepang.
Laser khusus ini disebutkan jauh lebih mudah untuk diintegrasikan ke aplikasi atau perangkat lain.
Prinsip kerja laser tradisional yaitu sekelompok elektron dalam gas atau kristal terpancar pada waktu yang sama. Kemudian saat energi rendah, partikel tersebut memunculkan gelombang cahaya panjang tertentu, yang kemudian diarahkan dengan cermin untuk menghasilkan sebuah sinar.
Sementara laser suara bekerja pada prinsip yang sama dengan objek suara. Laser suara menghasilkan fonon pada 170 KHz, jauh di atas jangkauan pendengaran manusia, sekitar 20 KHz.
Tapi, kemampuan laser suara terbatas, harus memiliki media tertentu, tidak seperti laser cahaya yang mampu melampaui ruang hampa. "Kami akan kehilangan penguat jika mendapatkan itu," kata Mahboob.
"Jadi, kita perlu mengetahui bagaimana membangun struktur ke resonator yang akan memungkinkan kita untuk mengirimkan getaran sebagai energi," tambahnya.
http://teknologi.news.viva.co.id/news/read/398636-ilmuwan-di-jepang-ciptakan-laser-berbasis-suara
Jumat, 12 April 2013
Rabu, 09 Januari 2013
PENGERTIAN SENSOR DAN MACAM-MACAM SENSOR
1) Pengertian sensor
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor tekanan.
2) Sensor Cahaya
a) Fotovoltaic atau sel solarAdalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Sel fotovoltaic adalah jenis tranduser sinar/cahaya seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Cahaya pada sel fotovoltaik menghasilkan tegangan
b) Fotokonduktif
(a) (b)
Gambar 2.(a) Sel Fotokonduktif ; (b) Cahaya pada sel fotokonduktif mengubah harga resistansi
Energi yang jatuh pada sel fotokonduktif akan menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi. Ketika menyala dengan terang tahanan turun pada tingkat harga yang rendah. Seperti terlihat pada gambar 2.
3) Sensor Suhu
Ada 4 jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan :
a) Thermocouple
Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk “hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan referensi. Perbedaan suhu antara sambungan pengukuranmdengan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple.
(a) (b)
Gambar 3. (a)Thermocouple ; (b) Simbol thermocouple
b) Detektor Suhu Tahanan
Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan detektor suhu tahanan (resistant temperature detector = RTD) adalah tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dan dapat diulang lagi sehingga memungkinkan pengukuran suhu yang konsisten melalui pendeteksian tahanan. Bahan yang sering digunakan RTD adalah platina karena kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas.
(a) 
(b)
(b)
Gambar 4. (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD
c) Thermistor
Adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5 % per ³C) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu.
(a)
Gambar 5. (a) Thermistor
d) Sensor Suhu Rangkaian Terpadu (IC)
Sensor suhu dengan IC ini menggunakan chip silikon untuk elemen yang merasakan (sensor). Memiliki konfigurasi output tegangan dan arus. Meskipun terbatas dalam rentang suhu (dibawah 200 ³C), tetapi menghasilkan output yang sangat linear di atas rentang kerja.
(a)
Gambar 6. (a) Sensor suhu IC;
4) Sensor Tekanan
Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.
Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat bengkok sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah tahanannya, seperti terlihat pada gambar 7. Aplikasi umum-pengukuran tekanan balok
(a) Jenis kawat
(b) Jenis foil
(c) Jembatan pengukur rangkaian Ukuran regangan
Gambar 8. Penggunaan Sensor Tekan pada Pengukur Regangan Kawat![clip_image019[4]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uhj70atdCpxwZIwyz2-BAtLqWpQzlDCUktvplkKhdOssAbRYgk8EZJvbCk6R6JUzlXo_TgkUXV1nv4l1oRFjtnL8BBY-dUO9kz_MhE4upOHyN8FhwAeBQKt69av3V9IBVuCydo9Sfc3O_RpQuaa-4=s0-d "clip_image019[4]")
![clip_image019[4]](http://www.musbikhin.com/wp-content/uploads/2011/03/clip_image0194.jpg "clip_image019[4]")
Gambar 9. Contoh Penggunaan Sensor Tekanan
c. Rangkuman 1
1. Sensor digunakan untuk mendeteksi dan sering mengukur adanya sesuatu
2. Sensor biasanya dikategorikan dengan apa yang diukur
3. Fotovoltaic atau sel solar adalah sensor cahaya mengubah energi cahaya langsung menjadi energi listrik
4. Pengukur regangan kawat bekerja pada prinsipnya bahwa tahanan penghantar berubah dengan panjang dan luas penampang
5. Thermocouple pada prinsipnya menggunakan perbedaan suhu antar sambungan penghantar menyebabkan terbangkitnya tegangan DC yang kecil
Jumat, 16 November 2012
Proses Terjadinya Petir
Petir adalah salah satu kejadian alam yang sangat indah. Petir juga merupakan fenomena alam akan ancaman kematian bagi manusia. Dengan temperatur sambaran melebihi panas permukaan matahari dan kekuatan benturan yang menyebar ke segala arah, petir merupakan pelajaran kejadian fisik ilmiah.
Dibalik keindahan dan kekuatannya, petir menimbulkan satu misteri besar.
Bagaimana petir terjadi?
Sudah menjadi pengetahuan umum bahwa petir terjadi dikarenak an system charge electric badai. Tetapi metode terjadinya charging di awan masih sangat buram. Pada artikel ini, kami akan membawa anda memandang dari luar dan dalam sehingga anda mengerti fenomena ini. sambaran petir terjadi di awali dengan proses yang tidak terlalu misterius: siklus air. Untuk memahami secara menyeluruh bagaimana siklus air berjalan, kita harus mengerti prinsip dari evaporasi dan kondensasi.
Evaporasi adalah proses dimana air akan menyerap panas dan akan memuai dalam bentuk gas. Saat molekul air terbebas maka pemuaian akan terjadi dan naik menuju atmosfir.
Kondensasi adalah proses dimana pemuaian dan gas kehilangan panas dan akan berubah bentuk menjadi cair. Saat pemuaian dan gas naik ke tempat lebih tinggi , temperature udara lingkungan sekitar akan semakin turun menyebabkan terjadinya proses kondensasi dan kembali ke bentuk cair.
1. Matahari memanaskan lautan
2. Air laut ber-evaporasi dan naik ke udara
3. Air yang memuai mengalami penurunan suhu dan berkondensasi membentuk droplet (butiran air) , membentuk awan.
4. apabila proses kondensasi air tercukupi, akan jatuh dengan deras ke tanah sebagai hujan dan salju
5. hujan akan terendap sebagai air resapan. Yang lainnya akan mengalir melewati sungai kembali ke laut
2. Air laut ber-evaporasi dan naik ke udara
3. Air yang memuai mengalami penurunan suhu dan berkondensasi membentuk droplet (butiran air) , membentuk awan.
4. apabila proses kondensasi air tercukupi, akan jatuh dengan deras ke tanah sebagai hujan dan salju
5. hujan akan terendap sebagai air resapan. Yang lainnya akan mengalir melewati sungai kembali ke laut
BADAI LISTRIK
Pada badai listrik, awan teraliri listrik seperti kapasitor raksasa di langit. Bagian atas awan bermuatan positif dan bagian bawah negatif. Bagaimana awan terbentuk perbedaan muatan seperti ini masih tidak di yakini oleh komunitas peneliti, tetapi penggambaran ini memberikan keterangan kepada kita.
Pada proses siklus air, kelembapan bisa terakumulasi di atmosfir. Akumulasi ini kita lihat sebagai awan. Menariknya awan bisa terdiri dari jutaan droplet air dan es beku di udara. Selama proses evaporasi dan kondensasi terus berlangsung , droplet (butiran air) berbenturan dengan Awan lain yang sedang dalam proses kondensasi yang menuju keatas. Hal penting terjadinya dalam benturan ini adalah electron terjatuh. Electron baru yang jatuh terkumpul pada bagian bawah, memberikan muatan negatif. Awan yang naik yang baru saja kehilangan electron membawa muatan positif ke bagian atas.
Pembekuan memegang peran penting. Dengan menaiknya kelembapan dan mengalami proses pembekuan di awan bagian atas, bagian beku tersebut menjadi muatan negatif dan bagian yang tidak membeku bermuatan positif. Pada titik ini, udaranya yang naik mempunyai kemampuan untuk membawa muatan positif ke awan bagian atas. Bagian beku lainnya akan terjatuh kebagian awan terbawah atau menuju ke tanah. Dengan terjadinya kombinasi antara proses benturan dan pembekuan, kita bisa mengerti bagaimana bisa terjadi perbedaan muatan yang sangat besar yang mengakibatkan terjadinya sambaran petir.
Ketika terjadi perbedaan muatan yang besar di awan, maka akan terjadi pula area listrik. Seperti awan , area listrik pada bagian bawah bermuatan negatif dan bagian atas bermuatan positif. Kekuatan dan intensitas dari area listrik berhubungan langsung dengan jumlah muatan yang terbentuk di awan. Bersamaan dengan proses benturan dan pembekuan terjadi ,dan perbedaan muatan pada bagian atas dan bawah terus meningkat. Area listrik ini semakin lama semakin menguat, sangat menguat sehingga electron pada permukaan bumi terpukul lebih dalam ke bumi oleh muatan negatif pada bagian bawah awan.
Proses repulsi electron ini menyebabkan permukaan bumi membutuhkan muatan positif yang sangat kuat. Semua yang dibutuhkan sekarang adalah jalur konduksi bagian bawah awan yang negatif untuk kontak dengan permukaan bumi yang bermuatan positif. Area listrik yang kuat bisa membentuk jalur ini sendiri
IONISASI UDARA
Area listrik yang sangat kuat menyebabkan udara disekitar awan “ terpecah”. Bisa dikatakan udara yang “terpecah” membetuk jalur sirkuit pendek awan-bumi seolah ada jalur logam yang panjang yang menghubungkan awan dan bumi.
Beginilah cara “ terpecah” dijelaskan : Ketika ada area listrik yang sangat kuat terjadi ( 10.000 volt/inch), kondisi akan “matang” sehingga udara akan terpecah. Area listrik menyebabkan udara sekitar terpisah muatan ion positif dan electron – udara terionisasi.
Selalu diingat ionisasi bukan berarti bahwa terjadi lebih banyak ion negatif atau lebih banyak ion positif dibanding sebelumnya. Ionisasi ini berarti bahwa electron dan ion positif terpisah sangat jauh dibanding bentuk molekul sebelumnya atau bentuk struktur atomic. Intinya electron electron telah terbongkar dari struktur molekuler dari udara yang tidak terionisasi.
Pentingnya dari proses pemisahan/pembongkaran adalah electron bebas bergerak lebih mudah dibanding sebelum terjadinya pemisahan. Jadi udara yang terionisasi ( dikenal sebagai plasma) lebih konduktif dibanding dengan udara yang tidak terionisasi.Secara tidak sengaja kemampuan atau kebebasan electron untuk bergerak membuat benda apapun sebagai konduktor listrik yang baik. Sering kali, logam dijadikan referensi sebagai inti atom positif yang dikelilingi oleh cairan menyerupai electron. Itu yang membuat logam sebagai konduktor listrik yang baik.
Electron ini mempunyai mobilitas luar biasa, membiarkan arus electron untuk mengalir. Udara yang terionisasi menciptakan plasma dengan daya konduktivitas menyerupai logam. Plasma adalah alat natural yang digunakan untuk menetralkan muatan yang terpisah di area listrik. Bagi anda yang familiar dengan reaksi kimia api akan menyebutnya sebagai proses oksidasi. Oksidasi adalah proses dimana atom atau molekuler kehilangan electron ketika terurai oksigen. Dengan perbandingan kita bisa melihat proses ionisasi sebagai proses “ jalur terbakar” menembus udara sehingga petir dapat mengikuti jalurnya. Seperti menggali terowongan melewati gunung sehingga kereta dapat dilalui.
STEP LEADER PATTERN
Ketika proses ionisasi mulai terjadi dan plasma tebentuk, jalur tidak terbentuk secara instant. Kenyataanya akan terjadi banyak jalur terpisah berbentuk seperti akar dari awan. Jalur ini menyerupai anak tangga.Anak tangga ini menyebar ke bumi dalam tahapan, yang tidak harus membentuk garis lurus ke bumi. Udara tidak terionisasi sama rata di segala arah.
Debu atau kotoran ( objek apapun) diudara akan menyebabkan udara terpecah lebih mudah dalam satu arah, membuat kesempatan lebih mudah bagi “Step Leader” mengenai bumi lebih cepat. Juga bahwa bentuk area listrik akan sangat mempengaruhi jalur ionisasi. Bentuk ini tergantung dari lokasi partikel, dimana pada kasus ini terletak di bagian bawah dari awan dan permukaan bumi. Apabila awan terjadi parallel dengan permukaan bumi, dan area nya kecil dimana lekukan bumi dapat diabaikan, dua lokasi akan bertindak seperti dua lempengan yang parallel.
Flux line selalu berpencar dalam garis lurus dari area sumber sebelum menuju ke tujuan ( daerah berlawanan dari lokasi sumber). Dengan pengetahuan ini, kita bisa katakana bahwa apabila bagian bawah dari awan tidak rata, maka flux line tidak terbentuk.
Flux line selalu berpencar dalam garis lurus dari area sumber sebelum menuju ke tujuan ( daerah berlawanan dari lokasi sumber). Dengan pengetahuan ini, kita bisa katakana bahwa apabila bagian bawah dari awan tidak rata, maka flux line tidak terbentuk.
Mengingat kemungkinan ini, semakin jelas bahwa banyak factor yang mempengaruhi arah Step Leader. Kita berpikir bahwa jarak terdekat antara dua titik akan membentuk garis lurus; tapi pada kasus area listrik, flux lines mungkin tidak mengikuti jarak terdekat tersebut, dimana jarak terdekat tidak selalu menggambarkan jalur dengan sedikit resisten.
Jadi kita sekarang mengetahui awan yang mengandung listrik dan membentuk step leaders menyambar keluar dalam beberapa tahap. Leaders ini sedikit berwarna keunguan yang teriluminasi menyala dan menyebar ke leaders lain di beberapa area dimana leaders utama berbelok atau berputar. Pada saat dimulai leader akan dalam bentuk tetap sampai arus mengalir , tanpa memperhatikan apakah leader menyentuh tanah lebih dulu atau tidak. Pada dasarnya leader mempunyai dua kemungkinan : tetap berkembang pada tahap perkembangan plasma atau menunggu dengan sabar pada bentuk plasma sampai leaders lainnya mencapai sasaran.
Leader yang mencapai bumi lebih dahulu menyalurkan jalur konduktif antara awan dan bumi. Leader ini bukanlah sambaran petir. Ini merupakan jalur dimana sambaran petir akan mengikutinya. Sambaran petir mendadak, besar , mengalirkan arus listrik yang bergerak dari awan menuju bumi.
Ketika step leaders mendekati bumi, objek pada permukaan bumi akan mulai merespon adanya area listrik yang kuat. Objek-objek menggapai awan dengan” mengembangkan” streamer positif . streamer ini memiliki warna keunguan dan tampil menyolok dengan tepi yang tajam.
Tubuh manusia bisa menghasilkan streamer positif ketika menjadi subjek di area listrik. Sebenarnya apapun pada permukaan bumi memiliki daya potensial untuk menjadi streamer. Ketika dihasilkan, streamer tidak berlanjut berkembang menuju awan, menjadi penghubung antara jarak yang terpisah merupakan tugas step leader ketika step leader menuju kebawah secara bertahap. Streamer menunggu dengan sabar, meluas ketika leaders mulai mendekat.
Hal yang terjadi kemudian adalah pertemuan step leader dan streamer. Seperti yang dibahas pada bagian awal. Streamer yang digapai oleh step leader tidak harus streamer terdekat dari awan. Sangat umum untuk petir menyambar tanah walapun disana terdapat pepohonan atau penangkal petir atau objek tinggi yang terletak dekat. Fakta bahwa step leader tidak memilih jalur lurus memungkinkan hal ini terjadi.
Setelah step leader dan streamer bertemu, Dengan jalur terbentuk lengkap , arus mengalir antara bumi dan awan. Peyaluran aliran merupakan jalan alamiah untuk menetralkan perbedaan potensial yang terjadi. Kilat yang kita lihat ketika penghentian aliran terjadi bukan merupakan sambaran—ini merupakan efek local dari sambaran. Saat adanya arus aliran listrik, maka akan terjadi suhu panas . dikarenakan jumlah sambaran petir yang sangat banyak, maka juga akan terjadi suhu panas yang tinggi. Faktanya ledakan petir suhu nya lebih panas daripada suhu permukaan matahari. Panas ini sebenarnya adalah penyebab kilatan warna putih-biru yang terlihat.
Ketika leader dan streamer bertemu dan arus mengalir ( sambaran petir), udara disekitarnya menjadi sangat panas. Sangat panas sehingga kenyataannya meledak karena panas menyebabkan udara lebih cepat memuai. Ledakan akan segera diikuti oleh apa yang kita kenal dengan guntur (thunder). Guntur merupakan gelombang kejut memancar menyebar dari jalur sambaran. Ketika udara suhunya meningkat. Maka akan meluas secara cepat, menciptakan gelombang kompresi menyebar ke udara sekitar. Gelombang kompresi ini terjadi dalam bentuk gelombang suara. Yang bukan berarti bahwa guntur ini tidak berbahaya.
Ketika anda duduk berada didalam mobil dan anda melihat kilatan cahaya dari petir. Hal pertama yang anda perhatikan bahwa terdapat banyak cabang kilatan yang muncul bersamaan dengan kilatan utama. Kemudian anda akan memperhatikan kilatan kilatan beberapa kali. Cabang yang anda lihat sebenarnya merupakan step leaders yang saling berhubungan yang berhasil mencapai sasaran.
Ketika sambaran pertama terjadi, aliran arus yang ada merupakan usaha untuk menetralisir perbedaan potensial listrik yang ada. Hal ini menyatakan bahwa arus listrik yang ada berhubungan dengan energi yang ada pada leaders lain mengalir ke tanah. Electron electron pada leaders lain terbebaskan bergerak menuju jalur sambaran. Jadi ketika sambaran petir terjadi, step leaders yang lain menunjukan gambaran karakteristik sambaran seperti jalur yang aseli. Setelah sambaran petir yang aseli terjadi, biasanya diikuti oleh beberapa seri sambaran kedua. Sambaran-sambaran ini hanya mengikuti jalur utama dari sambaran; step leader yang lain tidak berpartisipasi pada kejadian ini.
Pada kejadian alam, yang kita lihat biasanya tidak seperti apa yang terjadi sebenarnya, dalam kasus ini contohnya sambaran kedua. Sangat memungkinkan sambaran utama diikuti oleh 30-40 sambaran kedua. Tergantung rentang waktu antara sambaran, yang kita lihat seperti satu durasi yang lama pada sambaran utama, atau sambaran utama diikuti oleh sambaran sambaran pada jalur utama . Kondisi ini mudah dimengerti apabila kita menyadari bahwa sambaran kedua bisa terjadi pada saat kilat dari sambaran utama terjadi dalm waktu yang lebih lama seharusnya.
Dengan bukti yang sama, sambaran kedua bisa terjadi setelah kilat dari sambaran utama selesai, sambaran utama akan terlihat berkalp-kelip. Sekarang kita mengetahui proses terjadinya sambaran petir. Sangat mengagumkan bagaimana semau prose situ terjadi, dari awal ionisasi terjadi sampai terjadinya sambaran petir, yang terjadi dalam bilangan detik.
Leader yang mencapai bumi lebih dahulu menyalurkan jalur konduktif antara awan dan bumi. Leader ini bukanlah sambaran petir. Ini merupakan jalur dimana sambaran petir akan mengikutinya. Sambaran petir mendadak, besar , mengalirkan arus listrik yang bergerak dari awan menuju bumi.
STREAMER POSITIVE
Tubuh manusia bisa menghasilkan streamer positif ketika menjadi subjek di area listrik. Sebenarnya apapun pada permukaan bumi memiliki daya potensial untuk menjadi streamer. Ketika dihasilkan, streamer tidak berlanjut berkembang menuju awan, menjadi penghubung antara jarak yang terpisah merupakan tugas step leader ketika step leader menuju kebawah secara bertahap. Streamer menunggu dengan sabar, meluas ketika leaders mulai mendekat.
Hal yang terjadi kemudian adalah pertemuan step leader dan streamer. Seperti yang dibahas pada bagian awal. Streamer yang digapai oleh step leader tidak harus streamer terdekat dari awan. Sangat umum untuk petir menyambar tanah walapun disana terdapat pepohonan atau penangkal petir atau objek tinggi yang terletak dekat. Fakta bahwa step leader tidak memilih jalur lurus memungkinkan hal ini terjadi.
Setelah step leader dan streamer bertemu, Dengan jalur terbentuk lengkap , arus mengalir antara bumi dan awan. Peyaluran aliran merupakan jalan alamiah untuk menetralkan perbedaan potensial yang terjadi. Kilat yang kita lihat ketika penghentian aliran terjadi bukan merupakan sambaran—ini merupakan efek local dari sambaran. Saat adanya arus aliran listrik, maka akan terjadi suhu panas . dikarenakan jumlah sambaran petir yang sangat banyak, maka juga akan terjadi suhu panas yang tinggi. Faktanya ledakan petir suhu nya lebih panas daripada suhu permukaan matahari. Panas ini sebenarnya adalah penyebab kilatan warna putih-biru yang terlihat.
Ketika leader dan streamer bertemu dan arus mengalir ( sambaran petir), udara disekitarnya menjadi sangat panas. Sangat panas sehingga kenyataannya meledak karena panas menyebabkan udara lebih cepat memuai. Ledakan akan segera diikuti oleh apa yang kita kenal dengan guntur (thunder). Guntur merupakan gelombang kejut memancar menyebar dari jalur sambaran. Ketika udara suhunya meningkat. Maka akan meluas secara cepat, menciptakan gelombang kompresi menyebar ke udara sekitar. Gelombang kompresi ini terjadi dalam bentuk gelombang suara. Yang bukan berarti bahwa guntur ini tidak berbahaya.
SAMBARAN BERLANJUT
Ketika sambaran pertama terjadi, aliran arus yang ada merupakan usaha untuk menetralisir perbedaan potensial listrik yang ada. Hal ini menyatakan bahwa arus listrik yang ada berhubungan dengan energi yang ada pada leaders lain mengalir ke tanah. Electron electron pada leaders lain terbebaskan bergerak menuju jalur sambaran. Jadi ketika sambaran petir terjadi, step leaders yang lain menunjukan gambaran karakteristik sambaran seperti jalur yang aseli. Setelah sambaran petir yang aseli terjadi, biasanya diikuti oleh beberapa seri sambaran kedua. Sambaran-sambaran ini hanya mengikuti jalur utama dari sambaran; step leader yang lain tidak berpartisipasi pada kejadian ini.
Pada kejadian alam, yang kita lihat biasanya tidak seperti apa yang terjadi sebenarnya, dalam kasus ini contohnya sambaran kedua. Sangat memungkinkan sambaran utama diikuti oleh 30-40 sambaran kedua. Tergantung rentang waktu antara sambaran, yang kita lihat seperti satu durasi yang lama pada sambaran utama, atau sambaran utama diikuti oleh sambaran sambaran pada jalur utama . Kondisi ini mudah dimengerti apabila kita menyadari bahwa sambaran kedua bisa terjadi pada saat kilat dari sambaran utama terjadi dalm waktu yang lebih lama seharusnya.
Dengan bukti yang sama, sambaran kedua bisa terjadi setelah kilat dari sambaran utama selesai, sambaran utama akan terlihat berkalp-kelip. Sekarang kita mengetahui proses terjadinya sambaran petir. Sangat mengagumkan bagaimana semau prose situ terjadi, dari awal ionisasi terjadi sampai terjadinya sambaran petir, yang terjadi dalam bilangan detik.
TYPE SAMBARAN
Kamis, 04 Oktober 2012
APLIKASI HYBRID TENAGA SURYA
Badan Pengakajian dan Penerapan Teknologi mengembangkan Pembangkit Listrik Tenaga Surya berbasis hybrid power system Sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), tengah dikembangkan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknoloh (BPPT) dan Pemerintah Kabupaten Gorontalo, Provinsi Gorontalo. PLTS yang berada di pulau Panelo, Kecamatan Kwandang, Gorontalo itu berbasis hybrid power system.
Menurut Adjat Sudrajat, peneliti pada Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Konvensi dan Konservasi Energi BPPT, hybrid power system adalah suatu sistem pembangkit listrik dengabn menggunakan berbagai sumber energi. Dalam konteks remote area power suply systems, hybrid power, menurut Adjat, adalah suatu sistem pembangkit listrik yang menggunakan diesel generator, baterai, sumber energi terbarukan (renewable energy), unit pengkondisian daya berikut peralatan kontrol yang terintegrasi. "Sehingga mampu menghasilkan daya listrik secara efisien pada berbagai kondisi pembebanan," kata Adjat.
PLTS Panelo, tak urung, menjadi jawaban atas kritik yang muncul selama ini mengenai minimnya pemanfaatan tenaga surya di Indonesia. Dibanding negara lain seperti Jepang, Korea, Jerman, atau China, Indonesia dinilai tak optimal memanfaatkan tenaga surya. Kalaupun ada, tenaga surya hanya dimanfaatkan di daerah terpencil seperti di pengunungan atau pulau yang sulit dijangkau jaringan transmisi listrik. Tenaga yang dihasilkanpun kapasitas dayanya sangat kecil. Selain kapasitas daya kecil, pemanfaatnya juga terbatas. Antara lain penerangan rumah tangga dengan kekuatannya 15 watt.
PLTS Panelo akan melangkah lebih jauh lagi. Proyek ini bakal menjangkau paling tidak 400 kepala keluarga. Masing-masing keluarga akan mendapat jatah minimal 450 watt selama 24 jam penuh. Proyek yang mendekati penyelesaian ini menelan dana hampir Rp 7 miliar. "Sebanyak 70 persen merupakan dana BPPT, sisanya menjadi tanggungan Pemerintah Kabupaten Gorontalo," kata Adjat lebih jauh.
BPPT telah lama mengembangkan teknologi surya untuk berbagai pemanfaatan. Sejumlah proyek yang akan dikomersialkan, antara lain solar home system, pemanfaatan energi surya untuk sistem komunikasi radio, sistem refrigator penyimpan vaksin, sistem pompa air untuk irigasi, sistem TV repeater. Juga tengah dikembangkan tenaga surya untuk sistem hybrid PV-diesel dan sistem PV grid connected.
Adjat menambahkan teknologi yang dikembangkan di Pulau Panelo berbeda dengan teknologi tenaga surya yang telah dikembangkan di sejumlah daerah, seperti Sipirok, Sumatera Utara; Pelaw, Maluku; Kepulauan Seribu; atau di daerah pegunungan terpencil Jawa Barat seperti Tasikmalaya.
Sistem sebelumnya hanya mendayagunakan sumber energi tenaga surya saja tanpa ada energi lain yang membantu. "Dengan menggunakan teknologi surya saja tentunya kemampuannya terbatas. Selain daya listriknya kurang, jangka pemakaian pun hanya setengah hari," ujarnya.
Untuk PLTS Panelo yang menggunakan model hybrid power system, selain menghemat biaya, akan menghasilkan kemampuan daya yang tinggi serta jangka pemakaian yang relatif lebih lama. Dengan ketersediaan tenaga listrik yang memadai penduduk bisa memanfaatkan tidak hanya untuk penerangan saja, namun juga bisa dimanfaatkan untuk keperluan lain, sebagaimana pemanfaatan listrik nonPLTS.
Secara sederhana hybrid power system, menggabungkan energi tenaga surya, mesin diesel yang memerlukan bahan bakar, dan baterai yang berfungsi untuk penyimpanan energi. Ketiganya disambungkan, sehingga menjadi energi listrik yang bisa disalurkan ke rumah-rumah.
Boros
Dari sisi ekonomi, pemanfaatan tenaga surya secara tunggal, biayanya amat mahal. Untuk bisa menghasilkan tenaga listrik dengan kekuatan 220 volt, diperlukan lempengan silikon--yang berfungsi sebagai sel surya--, yang jumlahnya ratusan. Untuk satu lempengan silikon sendiri diperlukan puluhan Polycrystral silicon yang berukuran 10X1) inchi. Satu keping harga di pasar sekitar 2 dolar AS per keping.
Hybrid power system, menggunakan model fotovoltaik. Dalam hal ini, energi listrik dihasilkan oleh lempengan-lempengan silikon. Masing-masing lempengan, terdiri dari puluhan hingga ratusan polycrystal silicon, bergantung kebutuhan. Untuk membuat lempengan silikon, polycrystal silicon tersebut disusun dalam sebuah modul. Untuk satu keping polycrystal silicon memiliki kemampuan, 0,5 watt. Satu lempengan memiliki kemampuan menghasilkan arus listrik hingga 12 Volt DC yang setara dengan 50 watt.
Metode fotovoltaik merupakan metode mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik dengan memanfaatkan lempengan silikon. Lempengan silikon yang terkena energi matahari, menghasilkan ion positif. Sedang lapisan kedua (lapisan dibaliknya) menghasilkan ion negatif. Bila kedua ion tersebut digabungkan, menghasilkan energi listrik.
Pada proyek PLTS Panelo, tentu saja dimanfaatkan ratusan lempengan silikon. Daya yang dihasilkan untuk proyek ini mencapai 22 kilo watt pick (Kwp). Daya yang dihasilkan oleh sistem fotovoltaik, memang tidak bisa dimanfaatkan 24 jam penuh, karena ketergantungan pada energi matahari. Energi matahari yang bisa dimanfaatkan sekitar 12 jam sehari. Agar bisa beroperasi sepanjang waktu dimanfaatkan diesel dengan kekuatan 100 KVA (Kilo Volt Ampere). Namun pengoperasian diesel tidak berlangsung selama 12 jam. "Hanya sekitar enam jam saja untuk menghemat bahan bakar," kata Adjat.
Energi surya dimanfaatkan dari pukul 06.00 waktu setempat hingga sekitar pukul 18.00 waktu setempat. Selanjutnya digunakan diesel untuk enam jam berikutnya. Untuk menutup kekurangan enam jam--agar bisa beroperasi penuh 24 jam--, dimanfaatkan sebuah baterai berkekuatan 240 Volt DC. Baterai ini digunakan pada saat sistem fotovoltaik dan diesel tidak difungsikan. "Dengan merangkai tiga komponen tersebut listrik bisa hidup selama 24 jam penuh," tegasnya.
Baterai tadi, ternyata menggunakan sistem charge. Oleh karena itu, pada siang harri listrik yang dihasilkan oleh fotovoltaik, sekaligus juga dimanfaatkan untuk mencharge baterai tersebut. Perpaduan tiga sumber energi yang berbeda tadi dimanfaatkan perangkat inverter (static power park). Perangkat ini berfungsi untuk mengubah aliran listrik DC menjadi AC secara bolak-balik. Sedangkan distribusi sumber daya listrik menggunakan sistem manajemen energi unit. "Proyek ini tetap membutuhkan dukungan manusia untuk mengatur sistem," katanya.
PLTS Panelo disebut Adjat masih dalam tahap ujicoba, belum sampai pada tahap komersial, seperti halnya aplikasi tenaga surya yang telah dikembangkan BPPT selama ini. Walau demikian, kata Adjat, pemakai listrik akan dipungut biaya. Yang menarik, mekanisme pembayaran akan menggunakan sistem prepaid sebagaimana diterapkan pada telepon seluler. "Masyarakat yang akan menggunakan listrik tinggal membeli smart key yang harganya Rp 50 ribu dan Rp 100 ribu," kata Adjat. Untuk mengaktifkan listrik di rumah, tinggal menggesekan pada meteran listrik. "Prinsip dasarnya seperti mengisi pulsa isi ulang pada telepon seluler."
http://www.alpensteel.com/article/46-102-energi-matahari--surya--solar/3392--pengaplikasi-hybrid-ketenaga-surya.html
Menurut Adjat Sudrajat, peneliti pada Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Konvensi dan Konservasi Energi BPPT, hybrid power system adalah suatu sistem pembangkit listrik dengabn menggunakan berbagai sumber energi. Dalam konteks remote area power suply systems, hybrid power, menurut Adjat, adalah suatu sistem pembangkit listrik yang menggunakan diesel generator, baterai, sumber energi terbarukan (renewable energy), unit pengkondisian daya berikut peralatan kontrol yang terintegrasi. "Sehingga mampu menghasilkan daya listrik secara efisien pada berbagai kondisi pembebanan," kata Adjat.
PLTS Panelo, tak urung, menjadi jawaban atas kritik yang muncul selama ini mengenai minimnya pemanfaatan tenaga surya di Indonesia. Dibanding negara lain seperti Jepang, Korea, Jerman, atau China, Indonesia dinilai tak optimal memanfaatkan tenaga surya. Kalaupun ada, tenaga surya hanya dimanfaatkan di daerah terpencil seperti di pengunungan atau pulau yang sulit dijangkau jaringan transmisi listrik. Tenaga yang dihasilkanpun kapasitas dayanya sangat kecil. Selain kapasitas daya kecil, pemanfaatnya juga terbatas. Antara lain penerangan rumah tangga dengan kekuatannya 15 watt.
PLTS Panelo akan melangkah lebih jauh lagi. Proyek ini bakal menjangkau paling tidak 400 kepala keluarga. Masing-masing keluarga akan mendapat jatah minimal 450 watt selama 24 jam penuh. Proyek yang mendekati penyelesaian ini menelan dana hampir Rp 7 miliar. "Sebanyak 70 persen merupakan dana BPPT, sisanya menjadi tanggungan Pemerintah Kabupaten Gorontalo," kata Adjat lebih jauh.
BPPT telah lama mengembangkan teknologi surya untuk berbagai pemanfaatan. Sejumlah proyek yang akan dikomersialkan, antara lain solar home system, pemanfaatan energi surya untuk sistem komunikasi radio, sistem refrigator penyimpan vaksin, sistem pompa air untuk irigasi, sistem TV repeater. Juga tengah dikembangkan tenaga surya untuk sistem hybrid PV-diesel dan sistem PV grid connected.
Adjat menambahkan teknologi yang dikembangkan di Pulau Panelo berbeda dengan teknologi tenaga surya yang telah dikembangkan di sejumlah daerah, seperti Sipirok, Sumatera Utara; Pelaw, Maluku; Kepulauan Seribu; atau di daerah pegunungan terpencil Jawa Barat seperti Tasikmalaya.
Sistem sebelumnya hanya mendayagunakan sumber energi tenaga surya saja tanpa ada energi lain yang membantu. "Dengan menggunakan teknologi surya saja tentunya kemampuannya terbatas. Selain daya listriknya kurang, jangka pemakaian pun hanya setengah hari," ujarnya.
Untuk PLTS Panelo yang menggunakan model hybrid power system, selain menghemat biaya, akan menghasilkan kemampuan daya yang tinggi serta jangka pemakaian yang relatif lebih lama. Dengan ketersediaan tenaga listrik yang memadai penduduk bisa memanfaatkan tidak hanya untuk penerangan saja, namun juga bisa dimanfaatkan untuk keperluan lain, sebagaimana pemanfaatan listrik nonPLTS.
Secara sederhana hybrid power system, menggabungkan energi tenaga surya, mesin diesel yang memerlukan bahan bakar, dan baterai yang berfungsi untuk penyimpanan energi. Ketiganya disambungkan, sehingga menjadi energi listrik yang bisa disalurkan ke rumah-rumah.
Boros
Dari sisi ekonomi, pemanfaatan tenaga surya secara tunggal, biayanya amat mahal. Untuk bisa menghasilkan tenaga listrik dengan kekuatan 220 volt, diperlukan lempengan silikon--yang berfungsi sebagai sel surya--, yang jumlahnya ratusan. Untuk satu lempengan silikon sendiri diperlukan puluhan Polycrystral silicon yang berukuran 10X1) inchi. Satu keping harga di pasar sekitar 2 dolar AS per keping.
Hybrid power system, menggunakan model fotovoltaik. Dalam hal ini, energi listrik dihasilkan oleh lempengan-lempengan silikon. Masing-masing lempengan, terdiri dari puluhan hingga ratusan polycrystal silicon, bergantung kebutuhan. Untuk membuat lempengan silikon, polycrystal silicon tersebut disusun dalam sebuah modul. Untuk satu keping polycrystal silicon memiliki kemampuan, 0,5 watt. Satu lempengan memiliki kemampuan menghasilkan arus listrik hingga 12 Volt DC yang setara dengan 50 watt.
Metode fotovoltaik merupakan metode mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik dengan memanfaatkan lempengan silikon. Lempengan silikon yang terkena energi matahari, menghasilkan ion positif. Sedang lapisan kedua (lapisan dibaliknya) menghasilkan ion negatif. Bila kedua ion tersebut digabungkan, menghasilkan energi listrik.
Pada proyek PLTS Panelo, tentu saja dimanfaatkan ratusan lempengan silikon. Daya yang dihasilkan untuk proyek ini mencapai 22 kilo watt pick (Kwp). Daya yang dihasilkan oleh sistem fotovoltaik, memang tidak bisa dimanfaatkan 24 jam penuh, karena ketergantungan pada energi matahari. Energi matahari yang bisa dimanfaatkan sekitar 12 jam sehari. Agar bisa beroperasi sepanjang waktu dimanfaatkan diesel dengan kekuatan 100 KVA (Kilo Volt Ampere). Namun pengoperasian diesel tidak berlangsung selama 12 jam. "Hanya sekitar enam jam saja untuk menghemat bahan bakar," kata Adjat.
Energi surya dimanfaatkan dari pukul 06.00 waktu setempat hingga sekitar pukul 18.00 waktu setempat. Selanjutnya digunakan diesel untuk enam jam berikutnya. Untuk menutup kekurangan enam jam--agar bisa beroperasi penuh 24 jam--, dimanfaatkan sebuah baterai berkekuatan 240 Volt DC. Baterai ini digunakan pada saat sistem fotovoltaik dan diesel tidak difungsikan. "Dengan merangkai tiga komponen tersebut listrik bisa hidup selama 24 jam penuh," tegasnya.
Baterai tadi, ternyata menggunakan sistem charge. Oleh karena itu, pada siang harri listrik yang dihasilkan oleh fotovoltaik, sekaligus juga dimanfaatkan untuk mencharge baterai tersebut. Perpaduan tiga sumber energi yang berbeda tadi dimanfaatkan perangkat inverter (static power park). Perangkat ini berfungsi untuk mengubah aliran listrik DC menjadi AC secara bolak-balik. Sedangkan distribusi sumber daya listrik menggunakan sistem manajemen energi unit. "Proyek ini tetap membutuhkan dukungan manusia untuk mengatur sistem," katanya.
PLTS Panelo disebut Adjat masih dalam tahap ujicoba, belum sampai pada tahap komersial, seperti halnya aplikasi tenaga surya yang telah dikembangkan BPPT selama ini. Walau demikian, kata Adjat, pemakai listrik akan dipungut biaya. Yang menarik, mekanisme pembayaran akan menggunakan sistem prepaid sebagaimana diterapkan pada telepon seluler. "Masyarakat yang akan menggunakan listrik tinggal membeli smart key yang harganya Rp 50 ribu dan Rp 100 ribu," kata Adjat. Untuk mengaktifkan listrik di rumah, tinggal menggesekan pada meteran listrik. "Prinsip dasarnya seperti mengisi pulsa isi ulang pada telepon seluler."
http://www.alpensteel.com/article/46-102-energi-matahari--surya--solar/3392--pengaplikasi-hybrid-ketenaga-surya.html
Selasa, 10 April 2012
Gaya dan Hukum Newton
PENGERTIAN GAYA
Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan. Gaya dapat mengakibatkan perubahan – perubahan sebagai berikut :
1) benda diam menjadi bergerak
2) benda bergerak menjadi diam
3) bentuk dan ukuran benda berubah
4) arah gerak benda berubah
Macam – macam Gaya
Berdasarkan penyebabnya, gaya dikelompokkan
sebagai berikut :
(1) gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin
(2) gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari magnet
(3) gaya gravitasi, gaya tarik yang diakibatkan oleh bumi
(4) gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas
(5) gaya listrik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik
Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan menjadi :
(1) gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul karena titik kerja gaya, langsung bersentuhan dengan benda.
(2) gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul walaupun titik kerja gaya tidak bersentuhan dengan benda.
Menggambar Gaya
Gaya merupakan besaran vektor ( memiliki nilai dan arah). Oleh karena itu, gaya dapat digambarkan dengan menggunakan diagram vektor .
GABUNGAN ( RESULTAN ) GAYA
Resultan gaya (R), yaitu penjumlahan beberapa gaya yang bekerja segaris. Sehingga secara matematis ditulis :
Untuk memudahkan perhitungan maka, gaya yang berarah kekanan atau keatas diberi tanda positif (+), dan gaya yang berarah kekiri maupun kebawah diberi tanda negatif (-)
Gaya – gaya Searah
Perhatikan gambar berikut :
Maka Nilai R = F1 + F2 = ( 2 + 6 ) N = 8 N
Gaya – gaya Yang Berlawanan Arah
Perhatikan gambar berikut :
Maka nilai R = F1 + F2 = ( -4 + 16 ) N = 12 N
Gaya-gaya Yang membentuk Sudut 90o ( Siku-siku )
Perhatikan berikut :
F1 = 4 N Fr
F2 = 3 N
Fr = √ F1 2 + F2 2 = √ 42 + 32 = √ 25 = 5 N
Arahnya menuju ke arah 450 , di tengah-tengah dari kedua gaya yang bekerja tersebut
Kedudukan yang Seimbang
Dua buah gaya dikatakan seimbang apabila kedua gaya itu sama besar, berlawanan arah, dan terletak satu garis. Resultan gaya – gaya yang seimbang R = 0.
Apabila suatu benda dalam keadaan seimbang (R= 0), maka benda tidak mengalami perubahan gerak sehingga :
(1) benda yang dalam keadaan diam akan tetap diam
(2) benda yang mengalami GLB akan tetap mengalami GLB.
HUKUM NEWTON
Newton merupakan ilmuwan Inggris yang mendalami Dinamika, yaitu cabang fisika yang mempelajari tentang gerak. Newton mengemukakan tiga hukum tentang gerak :
Hukum I Newton
Hukum Kelembaman ( F = 0 )
“ Suatu benda yang diam akan tetap diam, dan suatu benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan, kecuali bila ada gaya luar yang bekerja pada benda itu“.
Hukum II Newton
“ Massa benda dipengaruhi oleh gaya luar yang berbanding terbalik dengan percepatan gerak benda tersebut“
Secara matematis ditulis :
dengan : F = gaya luar ( N atau kg ms-2 )
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (ms-2)
Hukum III Newton
Hukum aksi reaksi
“ Suatu benda mendapatkan gaya dikarenakan berinteraksi dengan benda yang lain“
|
Secara matematis ditulis :
tanda (-) menunjukkan arah gaya yang berlawanan .
GAYA GESEKAN
Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda dengan arah berlawanan terhadap kecenderungan arah gerak benda.
dengan Fg = gaya gesekan
Besar gaya gesekan tergantung pada kekasaran permukaan sentuh. Semakin kasar permukaan, maka semakin besar gaya gesekan yang timbul.
Cara memperkecil gaya
(1) memperlicin permukaan, misal dengan pemberian minyak pelumas atau mengampelas permukaan.
(2) memisahkan kedua permukaan yang bersentuhan dengan udara, misal kapal laut yang bagian dasarnya berupa pelampung yang diisi udara.
(3) meletakkan benda di atas roda – roda, sehingga benda lebih mudah bergerak.
Gaya Gesekan yang Merugikan
Contoh gaya gesekan yang merugikan :
(1) gaya gesekan pada mesin mobil dan kopling menimbulkan panas yang berlebihan sehingga mesin mobil cepat rusak karena aus.
(2) gaya gesekan antara ban mobil dengan jalan mengakibatkan ban mobil cepat aus dan tipis.
(3) gaya gesekan antara angin dengan mobil dapat menghambat gerakan mobil.
GAYA BERAT / BERAT BENDA
Berat benda adalah pengaruh gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tersebut. Sehingga W = m g.
dengan :
W = berat benda ( N )
m = massa benda yaitu ukuran banyaknya
zat yang terkandung pada benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi ( g = 9,8 ms-2)
Langganan:
Postingan (Atom)