Lismag Pekan ke 6: Arus, Hambatan dan TGE

Assalaamu’alaikum mahasiswa dan mahasiswi yang mengambil Lismag. Semoga kalian telah membaca bab 26 buku Young dan Freedman sebelum kuliah besok. Judul materi kuliah pekan ini adalah Arus, Hambatan, dan Tegangan Gerak Elektrik. Jika pekan lalu kita mempelajari tentang potensial V, maka pekan ini kita mempelajari tentang arus I dan hambatan (resistansi) R dalam rangkaian listrik.

Arus listrik I adalah banyaknya muatan yang bergerak melalui luas tertentu per satuan waktu. Ketika muatan bergerak dalam sebuah rangkaian listrik, maka energi potensial listrik berpindah dari sumber tegangan ke rangkaian listrik tempat energi tersebut disimpan atau dikonversi ke dalam bentuk energi lain.

Resistansi R berasal dari resistivitas, yakni rasio medan listrik E dan kerapatan arus J. Hukum Ohm menyatakan bahwa resistivitas sebuah resistor adalah konstan. Kemudian kita akan membahas tentang persamaan yang terkenal itu, V = IR. Persamaan ini menyatakan bahwa potensial V pada sebuah resistor sebanding dengan arus I yang melalui resistor tersebut.

Yang terakhir adalah pembahasan tentang tegangan gerak elektrik (TGE) yang di buku Fisika SMA dikenal dengan istilah gaya gerak listrik (GGL). Sebuah rangkaian tertutup yang mengangkut arus yang kontinyu harus mengandung sebuah sumber TGE. Sebuah sumber TGE mempertahankan selisih potensial yang konstan dan mempunyai hambatan dalam.

Catatan kuliah untuk pekan ini bisa didownload di tautan berikut:

Pertemuan 6 Arus, Hambatan dan TGE

Lismag Pekan ke-5: Kapasitansi dan Dielektrika

Assalaamu’alaikum mahasiswa dan mahasiswi yang mengambil Lismag. Semoga kalian telah mengerjakan sendiri latihan soal pekan lalu. Agar dapat mengikuti perkuliahan pekan ini dengan baik, saya ingatkan kalian harus membaca bab 25 buku Young dan Freedman sebelum kuliah.

Judul materi kuliah pekan ini adalah Kapasitansi dan Dielektrika. Kapasitor adalah sepasang konduktor yang dipisahkan oleh ruang hampa. Jika konduktor kapasitor diberi muatan sama besar tapi berlainan jenis, maka diantara konduktor terdapat medan listrik dan potensial listrik. Kapasitansi sebuah kapasitor dinyatakan sebagai rasio muatan terhadap potensial (Q/V). Kalian akan mempelajari bagaimana cara menghitung muatan dan potensial listrik pada rangkaian kapasitor yang tersambung secara seri dan paralel.

Yang juga penting untuk dipahami adalah peran dielektrika yang mengisi ruang hampa di antara konduktor kapasitor. Catatan kuliah untuk pekan ini bisa didownload di tautan berikut:

Pekan 5 Kapasitansi dan Dielektrika

Lismag Pekan ke-4: Potensial Listrik

Assalaamu’alaikum mahasiswa dan mahasiswi yang mengambil Lismag. Semoga kalian telah mengerjakan soal-soal latihan bab 22 dan 23, karena pekan ini ada quiz yang pertama. Materi quiz adalah bab 22 dan 23.

Tujuan quiz ini adalah untuk mengetahui apakah kalian telah belajar atau belum. Ketahuilah bahwa kalian saya anggap belum belajar kalau belum memahami trigonometri, penjumlahan vektor, dan hubungan antara gaya listrik, medan listrik dan fluks listrik.

Pekan ini kita akan mempelajari tentang energi potensial listrik U, yakni gaya listrik F dikalikan dengan jarak r. Dalam mata kuliah Mekanika di semester I, kalian seharusnya telah mempelajari energi potensial gravitasi. Pemahaman energi potensial listrik mirip dengan energi potensial gravitasi. Jadi sebelum kuliah kalian sebaiknya membaca lagi buku referensi Mekanika bab energi potensial gravitasi.

Selain itu kita akan membahas tentang potensial listrik V. Potensial listrik adalah energi potensial listrik per satuan muatan. Dari selisih  potensial listrik inilah kita mendapatkan tegangan listrik. Catatan kuliah pekan ini bisa didownload dari tautan berikut:

Pekan 4 Potensial Listrik

Lismag Pekan ke-3: Fluks Listrik

Assalaamu’alaikum mahasiswa dan mahasiswi yang mengambil mata kuliah Listrik dan Magnetika. Yang sudah mempunyai buku referensi semoga kalian telah mengerjakan soal-soal latihan bab 22 buku Young dan Freedman. Setelah kalian mengerjakan soal-soal latihan mestinya semua simbol, rumus dan satuan telah hafal di dalam kepala.

Pekan ini insya Allah kita akan mempelajari bab 23 tentang konsep baru, yakni fluks listrik. Fluks Listrik adalah banyaknya aliran medan listrik yang melalui sebuah luas permukaan. Fluks listrik yang melalui sebuah permukaan tertutup besarnya sama dengan muatan listrik tercakup dalam permukaan tersebut. Inilah yang dikenal dengan hukum Gaüss.

Dengan mengetahui besar medan listrik di permukaan sebuah benda, kita bisa menghitung jumlah muatan listrik terkandung dalam benda tersebut. Sebaliknya dengan mengetahui distribusi muatan, kita bisa menghitung medan listrik di sekitar muatan tsb.

Jangan lupa pekan depan ada jadwal Quiz 1. Bahannya adalah bab 22 dan 23 buku Young dan Freedman. Catatan kuliah bab 23 bisa didownload di tautan berikut:

Pekan 3 Hukum Gauss

Kuliah di MIT

Barangkali judulnya terlalu berlebihan, namun rasanya seperti sedang mengikuti kuliah di Massachusetts Institute of Technology (MIT). Yang membuat saya antusias adalah ini persis sama dengan mata kuliah saya, yakni Listrik dan Magnetika (kalau di MIT judulnya Electricity and Magnetism). Dari beberapa rekaman video tsb saya mendapatkan gambaran tentang proses kuliah di MIT dan apa saja materi yang diberikan seorang dosen selama satu pertemuan.

Dalam salah satu video berjudul Electric Field and Dipoles tampak seorang dosen mengajar dengan kapur tulis dan beberapa papan tulis yang bisa digeser vertikal. Hal ini mengingatkan saya pada masa SD yang masih tradisional memakai papan tulis dan kapur. Padahal sebenarnya kapur tulis justru lebih aman daripada spidol whiteboard yang mengandung karsinogen berbahaya. Sang dosen kemudian memulai kuliahnya dengan menggambar dua buah muatan Q dan q, kemudian menulis rumus dasar gaya listrik (F = qQk/r2 ). Dari rumus ini kemudian sang dosen menjabarkannya menjadi rumus medan listrik berdasarkan sketsa yang digambarnya.

Sang dosen terlihat sangat menguasai materi. Dari awal hingga menulis rumus yang sedemikian banyaknya, tangan sang dosen lincah menari membentuk rumus-rumus tersebut. Sampai di akhir kuliah benar-benar tidak ada lagi bagian kosong di papan dan sang dosen hanya sesekali melihat buku di mejanya. Hal yang menarik adalah teori yang telah ditulis dan dijelaskan oleh sang dosen, langsung diperagakan di depan kelas.

Video yang berdurasi 50 menit itupun berakhir. Penjabaran dari sang dosen rasanya tidak akan hilang begitu saja dari ingatan para mahasiswanya karena apa yang diberikan sang dosen dimulai dari rumus yang paling dasar hingga penjabarannya pada materi yang tengah dijelaskan. Buat sang dosen yang memberikan materi kuliah, salut untuk Anda!

Lismag Pekan ke-2: Medan Listrik dan Dipol Listrik

Assalaamu’alaikum. Pekan ke-2 ini insya Allah kita akan melanjutkan pembahasan bab 22 buku Fisika Universitas. Hari ini saya harap Anda semua telah memiliki buku referensi sehingga bisa belajar sendiri di rumah. Sebelum kuliah kumpulkan tugas terstruktur #1 dan kita akan membahas solusinya. Yang terlambat mengumpulkan tugas mendapat penalti nilai 50%.

Materi utama pekan ke-2 adalah tentang medan listrik dan dipol listrik. Jika Anda pernah mempelajari tentang gravitasi, maka Anda akan temukan kemiripan antara medan gravitasi dan medan listrik. Dalam pelajaran Fisika SMA, medan gravitasi yang memiliki simbol g biasa disebut percepatan gravitasi. Akibatnya pemahaman tentang medan gravitasi menjadi bias.

Topik lain adalah tentang garis medan listrik. Yang perlu dipahami di sini adalah garis medan listrik tidak sama dengan vektor medan listrik. Vektor medan listrik selalu lurus, sedangkan garis medan listrik ada yang melengkung.

Yang terakhir adalah tentang dipol listrik. Molekul air merupakan contoh utama sebuah dipol listrik. Bayangkan jika tidak ada dipol listrik, maka tidak akan ada air. Jika tidak ada air, maka tidak akan ada kehidupan di bumi. Beberapa istilah yang juga penting adalah torsi dan momen dipol listrik. Materi pekan ini bisa Anda download di tautan berikut, selamat belajar!

pekan-2-medan-dan-dipol-listrik

Lismag Pekan ke-1: Pendahuluan

Alhamdulillah, perkuliahan semester genap 2016-2017 telah dimulai hari ini. Semoga kita semua diberi kesehatan dan taufiq untuk menjalani perkuliahan semester ini. Referensi mata kuliah Listrik dan Magnetika (Lismag) diambil dari buku Young & Freedman, Fisika Universitas, Jilid 2, Edisi ke-10, bab 22 s/d 33, Penerbit Erlangga. Setiap mahasiswa harus memiliki buku ini atau minimal fotokopinya. Tersedia juga ebook dalam bahasa Inggris, university-physics-13th-edition dan university-physics-13th-edition-solution.

Judul materi pekan ke-1 adalah Pendahuluan. Mahasiswa wajib hadir pada pekan ini karena ada sosialisasi tentang aturan perkuliahan, capaian pembelajaran dan silabus rinci mata kuliah. Selain itu ada matrikulasi tentang kerangka acuan dan vektor yang harus dipahami agar mahasiswa dapat mengikuti mata kuliah ini dengan baik.

Materi utama pada pekan pertama ini adalah teori muatan dan gaya listrik. Materi ini ada di bab 22 buku referensi. Karena materinya cukup banyak, sebagian insya Allah akan dibahas pada pekan kedua. Mahasiswa harus memperhatikan pembahasan contoh soal dan penyelesaian di kelas karena ada tugas terstruktur pertama, yakni satu soal latihan untuk dikerjakan di rumah.

Catatan kuliah pekan ini dapat diunduh di tautan di bawah ini. Catatan kuliah untuk pekan-pekan berikutnya akan diunggah jam 7.00 WIB setiap hari Ahad. Jadi mahasiswa perlu mengunjungi blog ini setiap pekan. Semoga berhasil!

pekan-1-pendahuluan