Sifat Rangkaian Rangkaian Arus Bolak – Balik

LISTRIK untuk SMP Mata Pelajaran Fisika SMA KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 51  Pembangkit getaran listrik variabel, alat ini memerlukan rangkaian resonansi yang frekuensinya dapat diubah-ubah untuk mendapatkan keluaran yang frekuensinya dapat diubah-ubah pula.  Osiloskop sinar katoda, rangkaian resonansi pada osiloskop sinar katoda diperlukan untuk menimbulkan tegangan bolak-balik yang frekuensinya dapat diatur.  Radar, Radio, dan Televisi, pada radar, radio, dan televisi, rangkaian berfungsi untuk menimbulkan tegangan bolak-balik yang diperlukannya, yang frekuensinya tertentu. Pesawat radio dan televisi juga dilengkapi dengan rangkaian resonansi yang frekuensinya dapat diubah-ubah yang berguna untuk memilih satu frekuensi yang diinginkan dari beberapa frekuensi gelombang radio yang ditangkap oleh antena. Rangkaian seperti ini disebut rangkaian penala.

6. Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambatnya. Penemuan gelombang elektromagnetik ini diawali dengan adanya kontribusi Maxwell dalam memodifikasi hukum Ampere. Selanjutnya Maxwell menemukan persamaan yang membentuk dasar teoritis semua persamaan phenomena elektromagnetik. Persamaan ini memprediksi adanya gelombang elektromagnetik yang merambat melalui ruang dengan kecepatan cahaya, c. Hasil prediksi Maxwell tentang adanya gelombang elektromagnetik ini dibuktikan oleh Heinrich Hertz pada tahun 1887. Penemuan tersebut telah menyebabkan terciptanya aplikasi gelombang elektomagnetik dalam sistem komunikasi praktis, termasuk radio, televisi, sistem telepon seluler, dan konektivitas Internet nirkabel. Seperti sudah dibahas sebelumnya, fenomena induksi elektromagnetik Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnetik menghasilkan medan listrik yang besarnya bergantung pada laju perubahan medan magnetik tersebut terhadap waktu. Maxwell pada tahun 1865, menunjukkan bahwa ada simetri di alam yaitu jika perubahan medan listrik menghasilkan medan magnetik maka sebaliknya perubahan medan magnetik seharusnya menghasilkan medan listrik. Maxwell menyimpulkan bahwa variasi dalam medan listrik dan magnet saling tegak lurus, menghasilkan gangguan elektromagnetik dalam ruang. Gangguan ini memiliki sifat-sifat gelombang dan merambat melalui ruang tanpa media material. Gelombang ini disebut gelombang elektromagnetik. Menurut Maxwell, muatan yang dipercepat merupakan sumber radiasi elektromagnetik. Dalam gelombang elektromagnetik, vektor medan listrik dan magnet saling tegak lurus Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud 52 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G satu sama lain dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan. Mereka memiliki karakter gelombang dan menyebar melalui ruang bebas tanpa medium. Gelombang ini di alam merupakan gelombang transversal. Gambar 2.21 menunjukkan variasi medan listrik ⃗ pada arah sumbu Y, medan magnetik ⃗ pada arah sumbu Z dan arah perambatan gelombang pada arah +X. Gambar 2.21 Gelombang Elektromagnetik

a. Karakteristik Gelombang Elektromagnetik

1 Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat. 2 Mereka tidak memerlukan medium untuk merambatnya 3 Dalam gelombang elektromagnetik, vektor medan listrik ⃗ dan medan magnetik ⃗ saling tegak lurus satu sama lain dan keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan. Oleh karena itu gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal. 4 Variasi maksimum dan minimum kedua vektor medan listrik ⃗ dan medan magnetik ⃗ terjadi serentak. 5 Mereka melakukan perjalanan dalam ruang hampa atau ruang bebas dengan kecepatan 3 × 10 8 ms -1 yang diperoleh dari persamaan √ - permeabilitas ruang hampa dan - permitivitas hampa 6 Energi dalam gelombang elektromagnetik terbagai sama besar antara vektor medan listrik dan magnet. 7 Gelombang elektromagnetik yang tidak bermuatan, tidak dibelokkan oleh medan listrik dan magnet.

b. Percobaan Hertz

Keberadaan gelombang elektromagnetik dibuktikan melalui eksperimen oleh Hertz pada tahun 1888. Penelitian ini didasarkan pada kenyataan bahwa muatan listrik LISTRIK untuk SMP Mata Pelajaran Fisika SMA KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 53 yang berosilasi memancarkan gelombang elektromagnetik. Energi gelombang ini disebabkan energi kinetik dari muatan yang berosilasi. Susunan eksperimental Hertz ditunjukkan pada Gambar 2.22. Alat tersebut terdiri dari dua pelat logam A dan B ditempatkan pada jarak 60 cm satu sama lain. Kedua pelat logam terhubung ke dua bola logam mengkilap S 1 dan S 2 melalui kawat tembaga tebal. Beda potensial yang tinggi dibangkitkan di celah kecil antara bidang dengan menggunakan kumparan induksi. Karena terjadi beda potensial tinggi antara S 1 dan S 2 , udara di celah kecil antara lingkungan akan terionisasi dan memberikan jalan bagi keluarnya muatan dari piring. Sebuah percikan diproduksi antara S 1 dan S 2 dan gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi dipancarkan. Hertz mampu menghasilkan gelombang elektromagnetik dari frekuensi sekitar 5 × 10 7 Hz. Gambar 2.22 Eksperimen Hertz Piring A dan B bertindak sebagai kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi kecil C dan kabel penghubung memberikan induktansi rendah L. Frekuensi osilasi tinggi dari muatan antara pelat diberikan oleh √ .

c. Spektrum Elektromagnetik

Setelah demonstrasi gelombang elektromagnetik oleh Hertz, melalui berbagai cara eksitasi dihasilkanlah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang berdea-beda.