Gambar 1

Go to susiloe.blogspot.com

Gambar 2

Go to susiloe.blogspot.com

Gambar 3

Go to susiloe.blogspot.com

Gambar 4

Go to susiloe.blogspot.com

Gambar 5

Go to susiloe.blogspot.com

IKLAN

ads ads ads ads

Minggu, 04 Juli 2010

MUATAN INDUKSI

B. Muatan induksi

Dua buah benda logam dapat mengalami proses “pemuatan dengan induksi atau dengan kontak” yaitu antara benda logam bermuatan didekatkan dengan benda logam yang tidak bermuatan (netral). Apabila keduanya bersentuhan, maka elektron-elektron bebas dari benda netral akan berpindah atau tertarik oleh benda yang bermuatan positif. Sehingga pada kedua benda tersebut akan terbentuk muatan positif total.

Selanjutnya, apabila dua buah benda didekatkan tetapi tidak bersentuhan, yaitu antara benda yang bermuatan positif dengan benda logam netral. Pada benda logam netral terjadi proses induksi, dimana elektron-elektron benda logam netral tidak berpindah pada benda yang bermuatan positif, melainkan bergerak menjauhi muatan positif yang berada didalam benda logam netral dan bergerak menuju ujung yang berlawanan. Hal ini mengakibatkan pada kedua benda ini tidak terjadi muatan total atau berjumlah nol.

Proses penginduksian muatan total pada benda logam, juga dapat dilakukan dengan cara menghubungkan benda logam ke pipa penghantar yang menuju ke tanah ( di bumikan atau di tanahkan ). Benda logam yang bermuatan negatif apabila didekatkan dengan logam, maka elektron-elektron bebas dari benda logam yang bermuatn negatif akan berpindah menuju pipa penghantar yang menuju ke tanah. Hal ini terjadi karena pipa penghantar meupakan penghantar yang baik ( mudah menerima atau melepaskan elektron ). Oleh karena itu, benda logam yang tidak bermuatan negatif bermuatan induksi positif.

Jenis muatan yang terkandung pada suatu benda dapat dideteksi dengan bantuan elektroskop. Elektroskop disusun oleh dua keping ( biasanya tebuat dari emas ), kaca, logam, dan isolator.

¨ Jika benda yang bermuatan positif didekatkan dengan bola elektroskop yang bermuaan negatif, maka akan terjadi pemisahan muatan dengan induksi yang mengakibatkan elektron-elektron pada elektroskop akan tertarik menuju bola dan keping-keping emas menjadi bermuatan positif.

¨ Jika benda yang bermuatan positif didekatkan pada bola elektroskop yang bermuatan positif, maka tidak akan terjadi pemisahan muatan dengan induksi dan mengakibatkan timbulnya muatan total positif pada keping emas maupun pada bola elektroskop.

Pada umumnya elektroskop bisa digunakan untuk mendeteksi muatan, apabila pada elektroskop telah diberi muatan terlebih dahulu, misalnya muatan negatif. Jika benda bermuatan negatif didekatkan pada benda elektroskop yang bermuatan negatif, maka akan terjadi penginduksian elektron-elektron yang menuju keping dan terjadi pemisahan jarak antara dua keping emas lebih besar. Sebaliknya, apabila benda bermuatan positif didekatkan pada elektroskop yang bermuatan negatif, maka akan terjadi proses penginduksian elektron yang bergerak menuju ke atas ( bola elektroskop ) dan terjadi pemisahan jarak antara dua keping emas yang lebih kecil.

AR

ARUS DAN HAMBATAN

A. Pergerakan Membawa Muatan dan Arus Listrik:

Arus adalah mengalirnya elektron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Satuan arus listrik adalah Ampere. Satu ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 628×1016 atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor. Kuat arus adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Menurut konvensi,arah arus dianggap searah dengan aliran muatan positif. Konvensi ini ditetapkan bahwa elktron-elektron bebes yang bermuatan negative, adalah partikel-partikel yang sebenarnya bergerak dan mengakibatkan adanya arus yang mengalir pda kawat penghantar. Gerakan electron-elekron bermuatan negatif dalam satu arah ekuivalen dengan aliran muatan positif yang arah geraknya berlawanan. Jadi elekron mempunyai arah gerak yang berlawanan dengan arah gerak arah arus listrik. Namun tidk semua arus dihasilkan oleh aliran elekron pada kawat. Dalam suatu pemercapat yang menghasilkan sorotan proton, arah gerak proton bermuatan positif searah dengan arah arus listrik. Pergerakan partikel-partikel negatif satu arah dan partikel-partikel positif pada arah yang berlawanan, keduanya berkontribusi terhadap arus dalam arah yang sama. Hampir pada semua muatan negative dalam satu arah tidak dapat dibedakan dari gerak muatan-muatan positif dalam arah yang berlawanan.

Gerak actual electron-elektron bebas dalam suatu kawat penghantar begitu rumit. Ketika tidak ada medan listrik dalam kawat, elekron-elektron ini bergerak dalam arah acak dengn laju relatif besar yang disebabkan oleh energi termalnya. Karena vektor-vektor kecepatan elektro-elektron berorientasi acak, kecepatan rata-rata akibat energi termal ini sama dengan nol.ketika sebuah medan listrik dikenakan, sebagai contoh, dengan menghubungkan kawat dengan sebuah deterai yang menimeulkan beda potensial sepanjang kawat, electron-elektron bebas mengalami percepatan sesaat akibat gaya –eE. Electron-elektron memperoleh sedikit kecepatan dalam arah yang berlawanan dengan medan listrik, tetapi energi kinetic yang diperoleh secara cepat terdisipasi oleh tumbukan-tumbukan dengan aon-ion kawat. Electron-elektron lalu dipercepat kembali oleh medan.

Definisi : Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik.

Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu.

Q = I x t

1 (satu) Coulomb = 6,28 x 1018 elektron

Dimana :

Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb

I = Kuat Arus dalam satuan Ampere

t = waktu dalam satuan detik

atau

Contoh soal mengenai Kuat arus listrik.

Sebuah baterai memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit. Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?

Jawab :

Diketahui : I = 0,5 amp

t = 2 menit.

Ditanyakan : Q (muatan listrik).

Penyelesaian : t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik

Q = I x t

=0,5 x 120 = 60 coulomb.

B. Rapat Arus.

Definisi : rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas penampang kawat. Dalam hakikatnya pada saat kita berjalan kita melewati bidang, seperi juga pada arus yang melewati sebuah konduktor. Jika arus tersebut didistribusikan secara uniform pada sebuah penghantar yang luas penampangnya A,maka besar rapat arusnya dapat dirumuskan dengan

Dimana : j = Rapat arus [ A/mm²]

I = Kuat arus [ Amp]

A = luas penampang kawat [ mm²]

Hubungan antara j dan i adalah bahwa, untuk suatu peramukaan khas(yang tidak perlu merupakan bidang) didalam sebuah penghantar, maka i merupakan fluks dari vektor j dari permukaan tersebut .

Dengan dA adalah sebuah eleven luas permukaan danintegral tersebut diambil dari permukaan yang ditinjau.

C.Hambatan dan Hambatan Jenis

Aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan, tapi juga pada hambatan yang diberikan pada kawat terhadap aliran elektron. Dinding-dinding pipa, atau tepian sungai dan batu-batu di tengahnya, memberikan hambatan terhadap aliran arus.dengan cara yang sama, elekron-elektro diperlambat karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat.mungkin tinggi hambatan ini, makin kecil arus untuk statu tegangan V. kita kemudian mendefinisikan hambatan sehingga arua berbandina terbalik dengan hambatan.

Berdasarkan percobaan di atas, dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu kawat penghantar ;

1. Sebanding dengan panjang kawat penghantar , artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya,

2. Bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan

3. Berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya.

Jika panjang kawat dilambangkan ℓ, hambatan jenis ρ, dan luas penampang kawat A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat ditulis :

Gambar:kawat.jpg

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

D. Hukum Ohm

Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir pada alat listrik. Tetapi melingkar kembali ke sumber arus. Pada dasarnya alat listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu saluran. Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan adalah George Simon Ohm (1787-1854) seorang ahli fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm.
Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R, beda potensial V, dan kuat arus I. Hubungan antara R, V, dan I secara matematis dapat ditulis:

Gambar:ohm.jpg

Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangannya 1 V, di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui konduktor tersebut. Pada pelajaran Matematika telah diketahui bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis). Berdasarkan grafik, kemiringan garis adalah α = V/T. Kemiringan ini tidak lain adalah nilai hambatan (R). Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin besar. Artinya, jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar, maka bahan tersebut makin sulit dilewati arus listrik. Komponen yang khusus dibuat untuk menghambat arus listrik disebut resistor (penghambat). Sebuah resistor dapat dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu. Jika dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus. Namun, jika dipasang pada rangkaian yang rumit, seperti radio, televisi, dan komputer, resistor dapat berfungsi sebagai pengatur kuat arus. Dengan demikian, komponen-komponen dalam rangkaian itu dapat berfungsi dengan baik. Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom (campuran antara nikel, besi. krom, dan karbon). Selain itu, resistor juga dapat dibuat dari bahan karbon. Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara langsung dengan ohmmeter. Biasanya, ohmmeter dipasang bersama-sama dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut multimeter. Selain dengan ohmmeter, nilai hambatan resistor dapat diukur secara tidak langsung dengan metode amperemeter- voltmeter.

E. Daya Listrik

Ketika arus listrik berada dalam konduktor, energi listrik diubah secara kontinue diubah menjadi energi panas dalam koduktor. Medan listrik dalam konduktor. Medan listrik dalam konduktor mempercepat gerak setiap elektron bebas untuk waktu yang singkat, membuat suatu peningkatan energi kinetik. Tapi energi tambahan ini secara cepat ditransfer menjadi energi termal konduktor melalui tumbukan-tumbukan anatara elektron-elektron dan ion-ion kisi konduktor. Jadi, meskipun elektron terus-menerus mendapat energi dari medan listrik, energi ini segera ditransfer menjadi energi termal konduktor, dan elektron-elektron mempertahankan suatu kecepatan drift yang konstan.

Ketika muatan positif mengalir dalam konduktor, muatan ini mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah searah medan listrik (elektron yang bermuatan negatif bergerak ke arah berlawanan). Muatan lalu kehilangan energi potensial. Kehilangan energi potensial ini muncul energi kinetik pembawa muatan, hanya sesaat sebelum ditransfer ke material penghantar oleh tumbukan dengan ion-ion. Kehilangan energi potensial, menyebabkan kenaikan energi termal konduktor.

Untuk mencari daya yang diubah oleh peralatan listrik mengingatkan bahwa energi yang diubah oleh muatan Q bergerak melewati beda potensial sebesar V adalah QV. Maka daya P,yang merupakan perubahan energi,adalah

Muatan yang mengalir per detik, Q/t, merupakan arus listrik, I. Dengan demikian kita dapatkan

Hubungan umum ini menghasilkan daya yang diudah perangkat,dimana I adalah arus dalam ampere yang melewatinya dan V adalah beda potensal dalam volt yang melintasinya, P merupakan daya dalam watt.

Dengan menggunakan menggunakan persamaan resistensi yang di temukan oleh Ohm yaitu R=V/I kita dapat menemukan rumus yang lain dengan mengeliminasikan V atau I.

atau

F. Contoh Soal:

Ø Suatu kawat tembaga (resistivitas 1,7 *10-8Ω.m) memiliki jari-jari 0,65 mm. berapakah panjang kawart yang di butuhkab untuk memperoleh resistansi 2Ω?

Ø Sebuah setrika listrik arus 2A ketika di hubungkan dengan sumber tegangan 220V. Tentukan hambatan listrik dari setrika tersebut?

Ø Sebuah daya pemanas listrik beroprasi 4 jam sehari selama 30 hari jika harga pemakaian dikeluarkan listrik per kWh Rp. 300,- berapakah biaya yang harus di kelurakan jika pemanas beroprasi pad tegangan 120 V dan menarik arus ?

Daftar Pustaka :

David Haliday dan Robert Resnick.1998.Fisika Jilid 2 (terjemahan).Jakarta:Erlangga

Giancoli.2001.Fisika Jilid 2.jakarta:Erlangga

Tipler, P.1998.Fisika Untuk Sais dan Teknik Jilid 2.Jakarta:Erlangga

ARUS DAN HAMBATAN

ARUS DAN HAMBATAN

A. Pergerakan Membawa Muatan dan Arus Listrik:

Arus adalah mengalirnya elektron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Satuan arus listrik adalah Ampere. Satu ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 628×1016 atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor. Kuat arus adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Menurut konvensi,arah arus dianggap searah dengan aliran muatan positif. Konvensi ini ditetapkan bahwa elktron-elektron bebes yang bermuatan negative, adalah partikel-partikel yang sebenarnya bergerak dan mengakibatkan adanya arus yang mengalir pda kawat penghantar. Gerakan electron-elekron bermuatan negatif dalam satu arah ekuivalen dengan aliran muatan positif yang arah geraknya berlawanan. Jadi elekron mempunyai arah gerak yang berlawanan dengan arah gerak arah arus listrik. Namun tidk semua arus dihasilkan oleh aliran elekron pada kawat. Dalam suatu pemercapat yang menghasilkan sorotan proton, arah gerak proton bermuatan positif searah dengan arah arus listrik. Pergerakan partikel-partikel negatif satu arah dan partikel-partikel positif pada arah yang berlawanan, keduanya berkontribusi terhadap arus dalam arah yang sama. Hampir pada semua muatan negative dalam satu arah tidak dapat dibedakan dari gerak muatan-muatan positif dalam arah yang berlawanan.

Gerak actual electron-elektron bebas dalam suatu kawat penghantar begitu rumit. Ketika tidak ada medan listrik dalam kawat, elekron-elektron ini bergerak dalam arah acak dengn laju relatif besar yang disebabkan oleh energi termalnya. Karena vektor-vektor kecepatan elektro-elektron berorientasi acak, kecepatan rata-rata akibat energi termal ini sama dengan nol.ketika sebuah medan listrik dikenakan, sebagai contoh, dengan menghubungkan kawat dengan sebuah deterai yang menimeulkan beda potensial sepanjang kawat, electron-elektron bebas mengalami percepatan sesaat akibat gaya –eE. Electron-elektron memperoleh sedikit kecepatan dalam arah yang berlawanan dengan medan listrik, tetapi energi kinetic yang diperoleh secara cepat terdisipasi oleh tumbukan-tumbukan dengan aon-ion kawat. Electron-elektron lalu dipercepat kembali oleh medan.

Definisi : Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik.

Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu.

Q = I x t

1 (satu) Coulomb = 6,28 x 1018 elektron

Dimana :

Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb

I = Kuat Arus dalam satuan Ampere

t = waktu dalam satuan detik

atau

Contoh soal mengenai Kuat arus listrik.

Sebuah baterai memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit. Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?

Jawab :

Diketahui : I = 0,5 amp

t = 2 menit.

Ditanyakan : Q (muatan listrik).

Penyelesaian : t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik

Q = I x t

=0,5 x 120 = 60 coulomb.

B. Rapat Arus.

Definisi : rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas penampang kawat. Dalam hakikatnya pada saat kita berjalan kita melewati bidang, seperi juga pada arus yang melewati sebuah konduktor. Jika arus tersebut didistribusikan secara uniform pada sebuah penghantar yang luas penampangnya A,maka besar rapat arusnya dapat dirumuskan dengan

Dimana : j = Rapat arus [ A/mm²]

I = Kuat arus [ Amp]

A = luas penampang kawat [ mm²]

Hubungan antara j dan i adalah bahwa, untuk suatu peramukaan khas(yang tidak perlu merupakan bidang) didalam sebuah penghantar, maka i merupakan fluks dari vektor j dari permukaan tersebut .

Dengan dA adalah sebuah eleven luas permukaan danintegral tersebut diambil dari permukaan yang ditinjau.

C.Hambatan dan Hambatan Jenis

Aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan, tapi juga pada hambatan yang diberikan pada kawat terhadap aliran elektron. Dinding-dinding pipa, atau tepian sungai dan batu-batu di tengahnya, memberikan hambatan terhadap aliran arus.dengan cara yang sama, elekron-elektro diperlambat karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat.mungkin tinggi hambatan ini, makin kecil arus untuk statu tegangan V. kita kemudian mendefinisikan hambatan sehingga arua berbandina terbalik dengan hambatan.

Berdasarkan percobaan di atas, dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu kawat penghantar ;

1. Sebanding dengan panjang kawat penghantar , artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya,

2. Bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan

3. Berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya.

Jika panjang kawat dilambangkan ℓ, hambatan jenis ρ, dan luas penampang kawat A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat ditulis :

Gambar:kawat.jpg

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

D. Hukum Ohm

Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir pada alat listrik. Tetapi melingkar kembali ke sumber arus. Pada dasarnya alat listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu saluran. Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan adalah George Simon Ohm (1787-1854) seorang ahli fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm.
Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R, beda potensial V, dan kuat arus I. Hubungan antara R, V, dan I secara matematis dapat ditulis:

Gambar:ohm.jpg

Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangannya 1 V, di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui konduktor tersebut. Pada pelajaran Matematika telah diketahui bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis). Berdasarkan grafik, kemiringan garis adalah α = V/T. Kemiringan ini tidak lain adalah nilai hambatan (R). Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin besar. Artinya, jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar, maka bahan tersebut makin sulit dilewati arus listrik. Komponen yang khusus dibuat untuk menghambat arus listrik disebut resistor (penghambat). Sebuah resistor dapat dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu. Jika dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus. Namun, jika dipasang pada rangkaian yang rumit, seperti radio, televisi, dan komputer, resistor dapat berfungsi sebagai pengatur kuat arus. Dengan demikian, komponen-komponen dalam rangkaian itu dapat berfungsi dengan baik. Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom (campuran antara nikel, besi. krom, dan karbon). Selain itu, resistor juga dapat dibuat dari bahan karbon. Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara langsung dengan ohmmeter. Biasanya, ohmmeter dipasang bersama-sama dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut multimeter. Selain dengan ohmmeter, nilai hambatan resistor dapat diukur secara tidak langsung dengan metode amperemeter- voltmeter.

E. Daya Listrik

Ketika arus listrik berada dalam konduktor, energi listrik diubah secara kontinue diubah menjadi energi panas dalam koduktor. Medan listrik dalam konduktor. Medan listrik dalam konduktor mempercepat gerak setiap elektron bebas untuk waktu yang singkat, membuat suatu peningkatan energi kinetik. Tapi energi tambahan ini secara cepat ditransfer menjadi energi termal konduktor melalui tumbukan-tumbukan anatara elektron-elektron dan ion-ion kisi konduktor. Jadi, meskipun elektron terus-menerus mendapat energi dari medan listrik, energi ini segera ditransfer menjadi energi termal konduktor, dan elektron-elektron mempertahankan suatu kecepatan drift yang konstan.

Ketika muatan positif mengalir dalam konduktor, muatan ini mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah searah medan listrik (elektron yang bermuatan negatif bergerak ke arah berlawanan). Muatan lalu kehilangan energi potensial. Kehilangan energi potensial ini muncul energi kinetik pembawa muatan, hanya sesaat sebelum ditransfer ke material penghantar oleh tumbukan dengan ion-ion. Kehilangan energi potensial, menyebabkan kenaikan energi termal konduktor.

Untuk mencari daya yang diubah oleh peralatan listrik mengingatkan bahwa energi yang diubah oleh muatan Q bergerak melewati beda potensial sebesar V adalah QV. Maka daya P,yang merupakan perubahan energi,adalah

Muatan yang mengalir per detik, Q/t, merupakan arus listrik, I. Dengan demikian kita dapatkan

Hubungan umum ini menghasilkan daya yang diudah perangkat,dimana I adalah arus dalam ampere yang melewatinya dan V adalah beda potensal dalam volt yang melintasinya, P merupakan daya dalam watt.

Dengan menggunakan menggunakan persamaan resistensi yang di temukan oleh Ohm yaitu R=V/I kita dapat menemukan rumus yang lain dengan mengeliminasikan V atau I.

atau

F. Contoh Soal:

Ø Suatu kawat tembaga (resistivitas 1,7 *10-8Ω.m) memiliki jari-jari 0,65 mm. berapakah panjang kawart yang di butuhkab untuk memperoleh resistansi 2Ω?

Ø Sebuah setrika listrik arus 2A ketika di hubungkan dengan sumber tegangan 220V. Tentukan hambatan listrik dari setrika tersebut?

Ø Sebuah daya pemanas listrik beroprasi 4 jam sehari selama 30 hari jika harga pemakaian dikeluarkan listrik per kWh Rp. 300,- berapakah biaya yang harus di kelurakan jika pemanas beroprasi pad tegangan 120 V dan menarik arus ?

Daftar Pustaka :

David Haliday dan Robert Resnick.1998.Fisika Jilid 2 (terjemahan).Jakarta:Erlangga

Giancoli.2001.Fisika Jilid 2.jakarta:Erlangga

Tipler, P.1998.Fisika Untuk Sais dan Teknik Jilid 2.Jakarta:Erlangga

sertifikasi guru

Tak seorang pun dapat membantah bahwa guru berada di garda depan dalam upaya mencerdaskan kehidupan bangsa. Mereka telah melahirkan banyak dokter, insinyur, menteri, bahkan presiden. Tidak heran apabila guru dielu-elukan sebagai “pahlawan tanpa tanda jasa”.
Namun, banyak kalangan menilai, kesejahteraan guru belum sepadan dengan gelar luhur dan mulia yang disandangnya. Iwan Fals lewat lirik “Oemar Bakri” pun tersentuh hatinya menyaksikan nasib guru yang tak pernah berubah sepanjang zaman. “Datang ke sekolah membawa tas dari kulit buaya, naik sepeda kumbang di jalan berlubang, selalu begitu dari dulu waktu zaman Jepang. Terkejut dia waktu mau masuk pintu gerbang, banyak polisi bawa senjata berwajah garang …” Sungguh ironis, sampai-sampai polisi pun tidak lagi hormat pada guru. Begitulah sosok guru Oemar Bakri di mata sang “seniman rakyat” itu. Guru tidak lagi menjadi figur yang terhormat dan berwibawa.

Zaman memang telah berubah. Pergeseran nilai menyergap di segenap lapis dan lini kehidupan masyarakat. Nilai-nilai keluhuran budi dan cerahnya akal budi (nyaris) luntur tergerus oleh derasnya arus modernisasi dan globalisasi yang cenderung memanjakan nilai konsumtivisme, materialisme, dan hedonisme. Banyak orang yang makin cuek dan masa bodoh terhadap keagungan nilai kejujuran, keuletan, atau kebersahajaan. Sukses seseorang pun semata-mata dinilai dari kemampuannya menumpuk harta, tanpa memedulikan dari mana harta itu diperoleh.

Dalam kondisi zaman yang makin memberhalakan gebyar duniawi semacam itu, profesi guru pun makin tidak dilirik dan diminati generasi muda. Secara sosial, pamor guru pun semakin redup. Kalau hanya mengandalkan penghasilannya sebagai guru, hampir mustahil seorang guru bisa hidup layak di tengah-tengah kehidupan masyarakat yang kian gencar memanjakan nafsu keduniawian. Jangan heran apabila banyak guru yang terpaksa nyambi jadi tukang ojek, penjual rokok ketengan, atau calo, sekadar untuk bisa mengikuti “ombyaking zaman”.

Bagaimana mungkin seorang guru bisa menjalankan tugas dan fungsiya secara profesional kalau masih dibebani oleh thethek-mbengek urusan perut? Bagaimana mungkin seorang guru bisa menjalankan tugasnya dengan tenang dan nyaman kalau harus terus memikirkan keluarganya yang sakit akibat minimnya jaminan kesehatan? Bagaimana mungkin seorang guru bisa mengikuti laju informasi yang demikian cepat kalau tak sanggup langganan koran atau internet? Padahal, dunia ilmu pengetahuan dan informasi terus berkembang. Bagaimana bisa membikin siswa didiknya cerdas kalau dirinya sendiri buta informasi dan “gaptek” (baca: gagap teknologi)? Tidak berlebihan jika pada akhirnya mutu pendidikan di negeri ini hanya “jalan di tempat”, bahkan mengalami kemunduran.

Sungguh menarik data yang dikemukakan oleh Direktur Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan, Fasli Djalal, sebagaimana dilansir sebuah surat kabar nasional. Menurutnya, terdapat hampir separo dari sekitar 2,6 juta guru di Indonesia tidak layak mengajar. Kualifikasi dan kompetensinya tidak mencukupi untuk mengajar di sekolah. Lebih rinci disebutkan, saat ini yang tidak layak mengajar atau menjadi guru sekitar 912.505. Terdiri atas 605.217 guru SD, 167.643 guru SMP, 75.684 guru SMA, dan 63.961 guru SMK.

Kondisi ini jelas amat kontras dengan mutu pendidikan di negeri jiran yang dulu menimba ilmu kepada bangsa kita. Konon, guru-guru di negeri jiran, seperti Malaysia atau Singapura bisa hidup lebih dari cukup hanya dengan mengandalkan penghasilannya sebagai guru. Para penguasa negeri itu benar-benar memosisikan guru pada aras yang mulia dan terhormat dengan memberikan jaminan kesejahteraan, kesehatan, dan perlindungan hukum yang amat memadai. Implikasinya, mutu pendidikan di negeri itu melambung bak meteor, makin jauh meninggalkan dunia pendidikan kita yang (nyaris) tak pernah bergeser dari keterpurukan. Hal itu bisa dilihat dari kualitas HDI (Human Development Index) negeri-negeri tetangga yang jauh berada di atas kita.

“Kemauan Politik”
Sudah banyak kalangan yang risau terhadap nasib guru. Organisasi profesi semacam PGRI, misalnya, sudah pernah “nglurug” besar-besaran ke Jakarta agar pemerintah memperhatikan kesejahteraan guru. Demikian juga para pakar, pengamat, dan pemerhati pendidikan. Tak henti-hentinya mereka berteriak menyuarakan opininya melalui berbagai media massa.

Gerakan massa dan berbagai tekanan terhadap pemerintah baru surut setelah presiden dengan persetujuan DPR memutusan dan menetapkan Undang-undang No. 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen pada 30 Desember 2005 yang lalu. Lahirnya UU ini jelas membawa angin segar bagi guru dan dosen. Setidaknya, pemerintah sudah menunjukkan “kemauan politik” untuk mengangkat harkat dan martabat guru pada aras yang lebih terhormat.

Dalam pasal 14 ayat (1), misalnya, dinyatakan bahwa setiap guru berhak memperoleh penghasilan di atas kebutuhan hidup minimum dan jaminan kesejahteraan sosial. Apakah yang dimaksud penghasilan di atas kebutuhan hidup minimum? Pasal 15 ayat (1) menyatakan bahwa yang dimaksud penghasilan di atas kebutuhan hidup minimum meliputi gaji pokok, tunjangan yang melekat pada gaji, serta penghasilan lain berupa tunjangan profesi, tunjangan fungsional, tunjangan khusus, dan maslahat tambahan yang terkait dengan tugasnya sebagai guru yang ditetapkan dengan prinsip penghargaan atas dasar prestasi. Bahasa sederhananya, ke depan seorang guru profesional berhak mendapatkan tambahan penghasilan yang jumlahnya sangat “aduhai” untuk ukuran guru di Indonesia pada umumnya.

Bagi kebanyakan guru di Indonesia, tambahan penghasilan merupakan sesuatu yang sangat diharapkan mengingat penghasilan guru di Indonesia pada umumnya relatif rendah. Rendahnya penghasilan guru di Indonesia semakin terasa apabila dibandingkan dengan penghasilan guru di negara yang kinerja pendidikannya relatif memadai seperti Malaysia, Singapura, Korea Selatan, Jepang, Belanda, dan Amerika Serikat (AS).

Akan tetapi, tunggu dulu! Untuk mendapatkan tambahan penghasilan yang “aduhai” itu bukanlah persoalan yang mudah. Dalam pasal 16, misalnya, ditetapkan bahwa (1) Pemerintah memberikan tunjangan profesi sebagaimana dimaksud dalam Pasal 15 ayat (1) kepada guru yang telah memiliki sertifikat pendidik yang diangkat oleh penyelenggara pendidikan dan/atau satuan pendidikan yang diselenggarakan oleh masyarakat; (2) Tunjangan profesi sebagaimana dimaksud pada ayat (1) diberikan setara dengan 1 (satu) kali gaji pokok guru yang diangkat oleh satuan pendidikan yang diselenggarakan oleh Pemerintah atau pemerintah daerah pada tingkat, masa kerja, dan kualifikasi yang sama. Itu artinya, guru yang belum memiliki sertifikat pendidik jangan bermimpi untuk mendapatkan tunjangan profesi yang setara dengan 1 (satu) kali gaji pokok. Persoalannya sekarang ialah bagaimanakah cara guru untuk memperoleh sertifikat pendidik itu?

Sekarang ini sedang diperbincangkan kualifikasi guru yang dapat diuji sertifikasi; artinya tidak semua guru dapat dilakukan uji sertifikasi. Guru yang dapat diuji sertifikasi ialah guru yang memenuhi kualifikasi akademik sebagaimana diatur dalam PP dan UU; dalam hal ini PP No 19 Tahun 2005 tentang Standar Nasional Pendidikan (SNP) dan UU Guru.

Untuk menjadi guru SD (atau MI) misalnya. Pasal 29 ayat (2) PP SNP secara eksplisit menyebutkan pendidik (guru) pada SD/MI, atau bentuk lain yang sederajat memiliki: a) kualifikasi akademik pendidikan minimum diploma empat (D-IV) atau sarjana (S1), b) latar belakang pendidikan tinggi di bidang pendidikan SD/MI, kependidikan lain, atau psikologi; dan c) sertifikat profesi guru untuk SD/MI. Implikasinya ialah, untuk mendapatkan sertifikasi pendidik atau dapat diuji sertifikasi maka seorang guru SD setidak-tidaknya harus berpendidikan D-IV atau S1.

Berapakah guru SD yang telah memenuhi kualifikasi akademik D-IV atau S1? Menurut data Balitbang Depdiknas, secara nasional baru sekitar 8 persen guru SD yang memiliki pendidikan minimal sarjana. Itu berarti, dari sekitar 1,2 juta guru SD yang dimungkinkan diuji sertifikasi hanya 8 persen saja. Permasalahannya sekarang ialah bagaimana nasib guru yang 92 persen atau sekitar 1,1 juta orang jumlahnya. Di luar SD banyak guru SMP, SMA dan SMK yang bernasib sama; demikian pula dengan guru (pendidik) TK dan PAUD, meskipun dengan variasi angka yang berbeda-beda. Itu artinya, untuk mendapatkan tunjangan profesi, guru yang belum memiliki kualifikasi akademik D-IV atau S1 harus melalui perjalanan yang cuku panjang dan berliku.

Lantas, bagaimana dengan guru yang telah memenuhi syarat kualifikasi akademik?
Untuk Jawa Tengah, menurut Kepala Dinas Pendidikan dan Kebudayaan Jawa Tengah, Widadi, sebagaimana dilansir Kompas (2/11/2006), pada akhir tahun 2006 sebanyak 2.000 guru dari tingkat sekolah dasar hingga menengah, dijadwalkan mengikuti program sertifikasi guru. Jumlah ini merupakan sebagian kecil dari 140.000 guru di Jawa Tengah yang perlu mendapat sertifikasi guru. Jumlah guru seluruhnya mencapai 235.000 orang.

“Kemarin kami sudah dipanggil, katanya akhir tahun ini akan ada 2.000 guru dari Jateng yang akan mengikuti program sertifikasi,” ungkapnya di Pondok Pesantren Assalaam.

Sertifikasi guru menjadi amanat Pasal 82 UU Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen yang mewajibkan pemerintah mulai melaksanakan program sertifikasi pendidik paling lama dua belas bulan sejak diundangkannya aturan tersebut, yakni pada akhir tahun 2005 lalu. Diharapkan dalam jangka waktu 10 tahun setelahnya, semua guru sudah memiliki kualifikasi akademik setidaknya S1 atau diploma IV dan memiliki sertifikat pendidik.

“Jawa Tengah sendiri menargetkan semua guru di sini sudah mendapatkan sertifikasi pada tahun 2010 mendatang. Meskipun sulit, tapi kami harus optimistis hal ini tercapai. Dalam hal ini memang kami sangat bergantung pada pemerintah pusat karena ini program pusat,” kata Widadi. Meski demikian, untuk sementara ini pihaknya belum mengetahui lembaga pendidikan tenaga kependidikan (LPTK) mana yang ditunjuk pemerintah yang akan menyelenggarakan proses sertifikasi bagi 2.000 guru tersebut. Sambil menunggu proses sertifikasi guru berjalan, pihaknya untuk sementara ini memberikan stimulan berupa beasiswa kepada para guru untuk meningkatkan kualifikasinya.

Tunjangan Fungsional
Sementara itu, untuk tunjangan fungsional, menurut Dirjen Peningkatan Mutu Pendidikan dan Tenaga Kependidikan, Fasli Jalal, sebagaimana dilansir sebuah media cetak nasional, tahun 2007 sudah pasti akan dialokasikan anggarannya. Meski demikian, tunjangan fungsional masih dimungkinkan untuk diberikan pada guru bila terjadi perubahan APBN 2006. Besaran tunjangan fungsional beragam, dan pemerintah sedang menghitung. Diperkirakan tunjangan fungsional sedikit lebih rendah dibanding gaji pokok. “Kami memperkirakan tunjangan fungsional untuk seluruh guru, baik negeri maupun swasta memerlukan dana Rp 17 triliun. Kalau ada anggarannya di APBN 2006, mungkin tunjangan fungsional bisa mulai diberikan. Tetapi yang pasti, tahun 2007 pasti sudah kami anggarkan,” jelas Fasli.

Sementara menyangkut tunjangan profesi, pemerintah akan segara membuat peraturan agar guru bisa segera mendapat sertifikat pendidik. Dalam enam bulan, akan segera turun peraturan mengenai akreditasi perguruan tinggi yang berhak mengeluarkan sertifikat pendidik. “Akan kita atur agar proses mendapat sertifikat profesi tidak KKN, bagaimana guru yang ada di daerah juga dapat mengambil sertifikat profesi. Siapa yang harus didahulukan mengambil sertifikat pendidik, akan kita buat aturannya,” katanya.

Guru-guru berstatus sarjana dan sudah mempunyai pengalaman kerja lebih dari 20 tahun akan didahulukan. Diharapkan pada tahun ajaran 2006/2007, proses sertifikasi pendidik sudah dimulai. Direncanakan pada tahun 2006 akan dilakukan proses sertifikasi pada 150.000 guru negeri dan 100.000 guru swasta. Sementara bagi guru yang belum bergelar sarjana tetapi mengajar puluhan tahun, akan diberi kemudahan. “Kita akan minta ada perlakuan khusus bagi mereka. Masa kerja, dan cara mengajar mereka di kelas, semua akan diperhitungkan. Tidak harus mereka harus kuliah sarjana baru kemudian profesi,” jelasnya. Saat ini diperkirakan 470.000 guru negeri yang sudah mempunyai gelar sarjana. Sementara dari 900.000 guru swasta, belum diketahui berapa yang bergelar sarjana.

Seandainya sudah banyak guru yang memiliki sertfikat profesi, apakah ada jaminan adanya peningkatan mutu pendidikan? Jika berkaca pada pengalaman negara-negara maju, program peningkatan kualitas dan profesionalisme guru memang diperlukan, apa pun namanya. Hal ini dapat dilihat dari sejarah beberapa negara dalam rangka peningkatan kompetensi guru. Di Amerika Serikat, dimulai dengan munculnya reformasi pendidikan yang diinisiasi oleh keberadaan laporan federal yang berjudul A Nation at Risk pada 1983. Laporan ini lantas melahirkan laporan penting berjudul A Nation Prepared: Teachers for 21st Century. Dalam laporan tersebut, direkomendasikan adanya pembentukan National Board for Professional Teaching Standards, dewan nasional standar pengajaran profesional di Amerika Serikat pada 1987. Demikian juga di Jepang, UU Guru ada sejak 1974 dan UU Sertifikasi pada 1949. Sementara di Cina, UU Guru hadir pada 1993 dan PP Kualifikasi Guru pada 2001.

Jika program sertifikasi guru dijalankan, maka pada 2011 sekitar 1,3 juta guru dengan predikat pendidik profesional yang memerlukan gaji dan tunjangan profesi mencapai 77,46 triliun rupiah. Jumlah tersebut lebih besar dua kali lipat dari total pengeluaran untuk gaji pada 2005.

Angka yang fantastis itu pun belum menyangkut berbagai hal yang secara substansial perlu dibenahi untuk menciptakan guru berkualitas sesuai tuntutan masa depan. Peningkatan kualifikasi akademik dan sertifikasi guru, bukan jaminan kinerja guru akan menjadi lebih baik. Pada masa penjajahan, dengan kualifikasi pendidikan yang jauh lebih rendah, guru dipandang lebih berhasil melahirkan lulusan yang bermutu.

Meski tidak bisa diperbandingkan sepenuhnya dengan situasi saat ini, tetapi setidaknya kenyataan itu mengingatkan bahwa kualifikasi akademik hanya menyelesaikan sebagian kecil masalah. Apalagi bila formalitas yang lebih dikejar, bukan substansinya. Peningkatan kualifikasi akademik guru menjadi S1, menjadi tidak bermakna bila gelar kesarjanaan yang diperoleh guru tidak relevan dengan yang ia ajarkan sehari-hari di kelas, atau didapat melalui jalan pintas. Profesionalisme guru bukan barang sekali jadi, bim salabim. Hambatan menjadi guru profesional sangat banyak. Hubungan antarsesama guru dan kepala sekolah lebih banyak bersifat birokratis dan administratif, sehingga tidak mendorong terbangunnya suasana dan budaya profesional akademik di kalangan guru. Guru pun kian terjebak jauh dari prinsip profesionalitas. Jauh dari buku, kebiasaan diskusi, menulis, apalagi riset. Oleh karena itu, pembenahan dan peningkatan mutu guru harus berlaku sepanjang kariernya.

Pekerjaan rumah yang tak kalah besar ialah mendidik calon guru demi menciptakan generasi guru baru yang intelek, transformatif dan profesional. Bukan sekadar tukang dan operator. Hal ini tentu menjadi tantangan bagi lembaga pendidikan tenaga kependidikan (LPTK). Mau tidak mau, perlu dikaji terlebih dahulu lembaga yang selama ini menghasilkan tenaga guru. Tidak ada salahnya, lembaga pendidikan yang melahirkan tenaga guru belajar dari Fakultas Kedokteran yang mencetak tenaga dokter. Sebuah proses pembelajaran yang ajeg dan meyakinkan, semua pihak percaya dan yakin pada profesionalisme dokter (meski akhir-akhir ini banyak kasus tentang mal praktik). Setelah mahasiswa menyelesaikan pendidikan dokter, ia berhak atas gelar akademis sarjana kedokteran atau dahulu disebut dokter muda. Kemudian dilanjutkan dengan mengikuti kegiatan profesi dokter (ko-asistensi) di rumah sakit yang ditentukan, minimal dua tahun. Di sinilah kawah candradimuka untuk menjadi seorang dokter. Merupakan medan nyata (emphirical field) kerja dokter setelah proses teoritis selama manjalani pendidikan kedokteran. Setelah dinyatakan lulus ujian profesi dokter, barulah ia berhak disebut dokter (dr).

Pemeliharaan profesi dokter pun didukung oleh Ikatan Dokter Indonesia (IDI) yang mewajibkan dokter untuk mengabdi sebagai Pegawai Tidak Tetap (PTT) di daerah yang ditentukan, atau dapat diganti dengan kompensasi tertentu yang dianggap tidak mengurangi nilai pengabdian dan profesionalisme. Demikian juga Persatuan Guru Republik Indonesia (PGRI) atau asosiasi profesi guru apa pun namanya, harus dapat berjuang untuk memelihara profesi guru.

Guru profesional adalah guru yang mengenal tentang dirinya. Yaitu, dirinya adalah pribadi yang dipanggil untuk mendampingi peserta didik untuk/dalam belajar. Guru dituntut mencari tahu terus-menerus bagaimana seharusnya peserta didik itu belajar. Maka, apabila ada kegagalan peserta didik, guru terpanggil untuk menemukan penyebabnya dan mencari jalan keluar bersama peserta didik; bukan mendiamkannya atau malahan menyalahkannya.

Menjadi guru bukan sebuah proses yang yang hanya dapat dilalui, diselesaikan dan ditentukan melalui uji kompetensi dan sertifikasi. Karena menjadi guru menyangkut perkara hati, mengajar adalah profesi hati. Hati harus banyak berperan atau lebih daripada budi. Oleh karena itu, pengolahan hati harus mendapatkan perhatian yang cukup, yaitu pemurnian hati atau motivasi untuk menjadi guru.

Sikap yang harus senantiasa dipupuk adalah kesediaan untuk mengenal diri dan kehendak untuk memurnikan keguruannya. Mau belajar dengan meluangkan waktu untuk menjadi guru. Seorang guru yang tidak bersedia belajar, tak mungkin kerasan dan bangga menjadi guru. Kerasan dan kebanggaan atas keguruannya adalah langkah untuk menjadi guru yang profesional.

Harus disadari, kondisi guru seperti yang tecermin saat ini, merupakan keprihatinan bersama. Kondisi ini yang harus dihadapi, bukan menjadi ajang untuk menyangkal atau malah menyalahkan pihak tertentu. Dari itu semua, yang paling berkepentingan adalah pribadi guru sendiri. Namun, itu jangan sampai untuk mematahkan semangat rekan guru yang masih ingin menghidupi keguruannya.