lensa adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya, biasanya dibentuk dari sepotong gelas yang dibentuk. Alat sejenis digunakan dengan jenis lain dari radiasi elektromagnetik juga disebut lensa, misalnya, sebuah lensa gelombang mikro dapat dibuat dari "paraffin wax".
Kanta paling awal tercatat di Yunani Kuno, dengan sandiwara Aristophanes The Clouds (424 SM) menyebutkan sebuah gelas-pembakar (sebuah kanta cembung digunakan untuk memfokuskan cahaya matahari untuk menciptakan api).
Tulisan Pliny the Elder (23-79) juga menunjukan bahwa gelas-pembakar juga dikenal Kekaisaran Roma, dan disebut juga apa yang kemungkinan adalah sebuah penggunaan pertama dari kanta pembetul: Nero juga diketahui menonton gladiator melalui sebuah emerald berbentuk cekung (kemungkinan untuk memperbaiki myopia).
Seneca the Younger (3 SM - 65) menjelaskan efek pembesaran dari sebuah gelas bulat yang diisi oleh air. Matematikawan muslim berkebangsaan Arab Alhazen (Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham), (965-1038) menulis teori optikal pertama dan utama yang menjelaskan bahwa lensa di mata manusia membentuk sebuah gambar di retina. Penyebaran penggunaan lensa tidak terjadi sampai penemuan kaca mata, mungkin di Italia pada 1280-an.
More Info (klik disini)
Showing posts with label Fisika. Show all posts
Showing posts with label Fisika. Show all posts
Wednesday, 8 September 2010
Monday, 2 August 2010
Listrik statis
Listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang berada dalam keadaan diam (statis). Listrik statis dapat menjelaskan bagaimana sebuah penggaris yang telah digosok-gosokkan ke rambut dapat menarik potongan-potongan kecil kertas. Gejala tarik menarik antara dua buah benda seperti penggaris plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan menggunakan konsep muatan listrik.
Berdasarkan konsep muatan listrik, ada dua macam muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Muatan listrik timbul karena adanya elektron yang dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Benda yang kekurangan elektron dikatakan bermuatan positif, sedangkan benda yang kelebihan elektron dikatakan bermuatan negatif. Elektron merupakan muatan dasar yang menentukan sifat listrik suatu benda.
Dua buah benda yang memiliki muatan sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu sama lain. Adapun dua buah benda dengan muatan yang berbeda (tidak sejenis) akan saling tarik menarik saat didekatkan satu sama lain. Tarik menarik atau tolak menolak antara dua buah benda bermuatan listrik adalah bentuk dari gaya listrik yang dikenal juga sebagai gaya coulomb.
Gaya Coulomb
Gaya coulomb atau gaya listrik yang timbul antara benda-benda yang bermuatan listrik dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu sebanding besar muatan listrik dari tiap-tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda-benda bermuatan listrik tersebut.
gaya coulomb antara dua benda bermuatan listrik
Jika benda A memiliki muatan q1 dan benda B memiliki muatan q2 dan benda A dan benda B berjarak r satu sama lain, gaya listrik yang timbul di antara kedua muatan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut
Dimana
F adalah gaya listrik atau gaya coulomb dalam satuan newton k adalah konstanta kesebandingan yang besarnya 9 x 109 N m2 C–2 muatan q dihitung dalam satuan coulomb (C)
konstanta k juga dapat ditulis dalam bentuk
dengan ε0 adalah permitivitas ruang hampa yang besarnya 8,85 x 10–12 C2 N–1 m–2
Gaya listrik merupakan besaran vektor sehingga operasi penjumlahan antara dua gaya atau lebih harus menggunakan konsep vektor, yaitu sesuai dengan arah dari masing-masing gaya. Secara umum, penjumlahan vektor atau resultan dari dua gaya listrik F1 dan F2 adalah sebagai berikut.
- untuk dua gaya yang searah maka resultan gaya sama dengan penjumlahan dari kedua gaya tersebut. Adapun, untuk dua gaya yang saling berlawanan, resultan gaya sama dengan selisih dari kedua gaya
(gambar)
R = F1 + F2 dan R = F1 – F2
2. untuk dua gaya yang saling tegak lurus, besar resultan gayanya adalah
(gambar)3 untuk dua gaya yang membentuk sudut θ satu sama lain, resultan gayanya dituliskan sebagai berikut
(gambar)
Untuk penjumlahan lebih dari dua gaya, perhitungannya dapat menggunakan metode analitis (lihat pembahasan tentang analisis vektor).
Medan Listrik
Sebuah muatan listrik dikatakan memiliki medan listrik di sekitarnya. Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Jika muatan lain berada di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik, muatan tersebut akan mengalami gaya listrik berupa gaya tarik atau gaya tolak.
Arah medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik dengan arah keluar dari muatan tersebut. Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik dengan arah masuk ke muatan tersebut.
Gambar
Besar medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji q’ diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat medan listrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang timbul di antara keduanya dibagi besar muatan uji. Jadi, dituliskan
dan F = E q’Adapun kuat medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik q di suatu titik yang berjarak r dari benda tersebut dapat dituliskan sebagai berikut
Di sini kuat medan listrik dituliskan dalam satuan N/C. Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut. Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah masuk atau menuju ke muatan tersebut.
Gambar
Dua plat sejajar yang bermuatan listrik dapat menyimpan energi listrik karena medan listrik timbul di antara dua plat tersebut. Kuat medan listrik di dalam dua plat sejajar yang bermuatan listrik adalah
Dimanaσ adalah rapat muatan dari plat yang memiliki satuan C/m2
ε0 adalah permitivitas ruang hampa
(gambar) (gambar)
Kita juga dapat menghitung kuat medan listrik dari sebuah bola konduktor berongga yang bermuatan listrik, yaitu sebagai berikut.
Di dalam bola (r < R), E = 0
Di kulit atau di luar rongga (r > R),
Energi Potensial ListrikDua buah benda bermuatan listrik yang terletak berdekatan akan mengalami gaya listrik di antara keduanya. Suatu usaha diperlukan untuk memindahkan (atau menggeser) salah satu muatan dari posisinya semula. Karena usaha merupakan perubahan energi, maka besar usaha yang diperlukan sama dengan besar energi yang dikeluarkan. energi dari muatan listrik disebut energi potensial listrik. Besar usaha (W) atau perubahan energi potensial listrik dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan dari posisi r1 ke posisi r2 adalah
(gambar)Dengan demikian, usaha atau energi potensial untuk memindahkan sebuah muatan uji q’ yang berjarak r dari sebuah muatan lain q ke jarak tak berhingga dapat dituliskan sebagai berikut
Dimana tanda minus berarti usaha yang dilakukan selalu melawan gaya tarik yang ada (biasanya usaha yang dilakukan adalah usaha untuk melawan gaya tarik antara dua muatan).Potensial Listrik
Suatu muatan uji hanya dapat berpindah dari satu posisi ke posisi lain yang memiliki perbedaan potensial listrik sebagaimana benda jatuh dari tempat yang memiliki perbedaan ketinggian. Besaran yang menyatakan perbedaan potensial listrik adalah beda potensial. Beda potensial dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan ke jarak tak berhingga dengan usaha W adalah
Dimana V adalah potensial listrik dengan satuan volt (V). Beda potensial dari suatu muatan listrik di suatu titik di sekitar muatan tersebut dinyatakan sebagai potensial mutlak atau biasa disebut potensial listrik saja. Potensial listrik dari suatu muatan listrik q di suatu titik berjarak r dari muatan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut
Dari persamaan di atas tampak bahwa potensial listrik dapat dinyatakan dalam bentuk kuat medan listrik, yaitu V = E r
Gambar
Berbeda dengan gaya listrik dan kuat medan listrik, potensial listrik merupakan besaran skalar yang tidak memiliki arah. Potensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa muatan sumber dihitung menggunakan penjumlahan aljabar. Untuk n muatan, potensial listriknya dituliskan sebagai berikut.
Catatan: tanda (+) dan (–) dari muatan perlu diperhitungkan dalam perhitungan potensial listrik.Hubungan antara gaya listrik, kuat medan listrik, usaha atau energi potensial listrik, dan potensial listrik dapat digambarkan dalam diagram berikut ini.
Termodinamika
Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu akan banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.
Usaha Luar
Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.
W = p∆V= p(V2 – V1)
Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai
Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.
Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 < V1 dan usaha gas bernilai negatif.Energi Dalam
Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.
Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan gerak yang acak. Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak. Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas. Jadi, energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlah keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel di dalam gas tersebut dalam skala mikroskopik. Dan, energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Oleh karena itu, perubahan suhu gas akan menyebabkan perubahan energi dalam gas. Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai
untuk gas monoatomik
untuk gas diatomik
Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1, dan ∆T adalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).
Hukum I Termodinamika
Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi.
Gambar
Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai
Q = W + ∆U
Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan energi dalam. Secara sederhana, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.
Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, pasti panas deh!) yang berarti mengalami perubahan energi dalam ∆U.
Proses Isotermik
Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W).
Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai
Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas.
Proses Isokhorik
Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV.
QV = ∆U
Proses Isobarik
Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku
Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan QV =∆U
Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai
W = Qp − QV
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV).
Proses Adiabatik
Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U).
Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai
Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).
Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.
Sunday, 1 August 2010
Suhu
Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah thermometer. Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan valid.
Pada abad 17 terdapat 30 jenis skala yang membuat para ilmuan kebingungan. Hal ini memberikan inspirasi pada Anders Celcius (1701 – 1744) sehingga pada tahun 1742 dia memperkenalkan skala yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu. Skala ini diberinama sesuai dengan namanya yaitu Skala Celcius. Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842 – 1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin. Skala kelvin dimulai dari 273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 K atau -273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk skala Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu 80°R sedangkan pada skala Fahrenheit air membuka pada suhu 32°F dan mendidih pada suhu 212°F.
Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan untuk mengubah dari satu skala ke skala yang lainnya. Berikut ini adalah contoh mengubah dari skala celcius ke skala fahrenheit.
Untuk skala yang lain caranya sama dengan contoh diatas. Thermometer menurut isinya dibagi menjadi : termometer cair, termometer padat, termometer digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing. Sedangkan berdasarkan penggunaannya termometer bermacam-macam sebagai misal termometer klinis, termometer lab dan lain-lain.
Berikut ini pembahasan macam macam termometer.
Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Galilei (1564 – 1642) pada tahun 1595. Alat tersebut disebut dengan termoskop yang berupa labu kosong yang dilengkapi pipa panjang dengan ujung pipa terbuka. Mula-mula dipanaskan sehingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa yang terbuka kemudian dicelupkan kedalam cairan berwarna. Ketika udara dalam tabu menyusut, zat cair masuk kedalam pipa tetapi tidak sampai labu. Beginilah cara kerja termoskop. Untuk suhu yang berbeda, tinggi kolom zat cair di dalam pipa juga berbeda. Tinggi kolom ini digunakan untuk menentukan suhu. Prinsip kerja termometer buatan Galileo berdasarkan pada perubahan volume gas dalam labu. Tetapi dimasa ini termometer yang sering digunakan terbuat dari bahan cair misalnya raksa dan alkhohol. Prinsip yang digunakan adalah pemuaian zat cair ketika terjadi peningkatan suhu benda.
Raksa digunakan sebagai pengisi termometer karena raksa mempunyai keunggulan :
Termometer ini menggunakan cairan raksa atau alkhohol. Jika cairan bertambah panas maka raksa atau alkhohol akan memuai sehingga skala nya bertambah. Agar termometer sensitif terhadap suhu maka ukuran pipa harus dibuat kecil (pipa kapiler) dan agar peka terhadap perubahan suhu maka dinding termometer (reservoir) dibuat setipis mungkin dan bila memungkinkan dibuat dari bahan yang konduktor.
Termometer Klinis
Termometer ini khusus digunakan untuk mendiaknosa penyakit dan bisanya diisi dengan raksa atau alkhohol. Termometer ini mempunyai lekukan sempit diatas wadahnya yang berfungsi untuk menjaga supaya suhu yang ditunjukkan setelah pengukuran tidak berubah setelah termometer diangkat dari badan pasien. Skala pada termometer ini antara 35°C sampai 42°C.
Termometer Ruangan
Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu pada sebuah ruangan. Pada dasarnya termometer ini sama dengan termometer yang lain hanya saja skalanya yang berbeda. Skala termometer ini antara -50°C sampai 50°C
Termometer Digital
Karena perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer digital yang prinsip kerjanya sama dengan termometer yang lainnya yaitu pemuaian. Pada termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca.
Termokopel
Merupakan termometer yang menggunakan bahan bimetal sebagai alat pokoknya. Ketika terkena panas maka bimetal akan bengkok ke arah yang koefesiennya lebih kecil. Pemuaian ini kemudian dihubungkan dengan jarum dan menunjukkan angka tertentu. Angka yang ditunjukkan jarum ini menunjukkan suhu benda.
Pada abad 17 terdapat 30 jenis skala yang membuat para ilmuan kebingungan. Hal ini memberikan inspirasi pada Anders Celcius (1701 – 1744) sehingga pada tahun 1742 dia memperkenalkan skala yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu. Skala ini diberinama sesuai dengan namanya yaitu Skala Celcius. Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842 – 1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin. Skala kelvin dimulai dari 273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 K atau -273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk skala Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu 80°R sedangkan pada skala Fahrenheit air membuka pada suhu 32°F dan mendidih pada suhu 212°F.
Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan untuk mengubah dari satu skala ke skala yang lainnya. Berikut ini adalah contoh mengubah dari skala celcius ke skala fahrenheit.
Untuk skala yang lain caranya sama dengan contoh diatas. Thermometer menurut isinya dibagi menjadi : termometer cair, termometer padat, termometer digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing. Sedangkan berdasarkan penggunaannya termometer bermacam-macam sebagai misal termometer klinis, termometer lab dan lain-lain.
Berikut ini pembahasan macam macam termometer.
Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Galilei (1564 – 1642) pada tahun 1595. Alat tersebut disebut dengan termoskop yang berupa labu kosong yang dilengkapi pipa panjang dengan ujung pipa terbuka. Mula-mula dipanaskan sehingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa yang terbuka kemudian dicelupkan kedalam cairan berwarna. Ketika udara dalam tabu menyusut, zat cair masuk kedalam pipa tetapi tidak sampai labu. Beginilah cara kerja termoskop. Untuk suhu yang berbeda, tinggi kolom zat cair di dalam pipa juga berbeda. Tinggi kolom ini digunakan untuk menentukan suhu. Prinsip kerja termometer buatan Galileo berdasarkan pada perubahan volume gas dalam labu. Tetapi dimasa ini termometer yang sering digunakan terbuat dari bahan cair misalnya raksa dan alkhohol. Prinsip yang digunakan adalah pemuaian zat cair ketika terjadi peningkatan suhu benda.
Raksa digunakan sebagai pengisi termometer karena raksa mempunyai keunggulan :
- raksa penghantar panas yang baik
- pemuaiannya teratur
- titik didihnya tinggi
- warnanya mengkilap
- tidak membasahi dinding
- titik bekunya rendah
- harganya murah
- pemuaiannya 6 kali lebih besar dari pada raksa sehingga pengukuran mudah diamati
Termometer ini menggunakan cairan raksa atau alkhohol. Jika cairan bertambah panas maka raksa atau alkhohol akan memuai sehingga skala nya bertambah. Agar termometer sensitif terhadap suhu maka ukuran pipa harus dibuat kecil (pipa kapiler) dan agar peka terhadap perubahan suhu maka dinding termometer (reservoir) dibuat setipis mungkin dan bila memungkinkan dibuat dari bahan yang konduktor.
Termometer Klinis
Termometer ini khusus digunakan untuk mendiaknosa penyakit dan bisanya diisi dengan raksa atau alkhohol. Termometer ini mempunyai lekukan sempit diatas wadahnya yang berfungsi untuk menjaga supaya suhu yang ditunjukkan setelah pengukuran tidak berubah setelah termometer diangkat dari badan pasien. Skala pada termometer ini antara 35°C sampai 42°C.
Termometer Ruangan
Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu pada sebuah ruangan. Pada dasarnya termometer ini sama dengan termometer yang lain hanya saja skalanya yang berbeda. Skala termometer ini antara -50°C sampai 50°C
Termometer Digital
Karena perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer digital yang prinsip kerjanya sama dengan termometer yang lainnya yaitu pemuaian. Pada termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca.
Termokopel
Merupakan termometer yang menggunakan bahan bimetal sebagai alat pokoknya. Ketika terkena panas maka bimetal akan bengkok ke arah yang koefesiennya lebih kecil. Pemuaian ini kemudian dihubungkan dengan jarum dan menunjukkan angka tertentu. Angka yang ditunjukkan jarum ini menunjukkan suhu benda.
Wednesday, 28 July 2010
Kecepatan
Kecepatan (simbol: v) atau velositas adalah suatu vektor dari besar dan arah gerakan. Nilai absolut skalar (magnitudo) dari kecepatan disebut kelajuan (bahasa Inggris: speed). Kecepatan dinyatakan dengan perubahan jarak yang ditempuh per satuan waktu.
Rumus kecepatan yang paling sederhana adalah "Kecepatan = Jarak-perpindahan/Waktu":
Rumus kecepatan yang paling sederhana adalah "Kecepatan = Jarak-perpindahan/Waktu":
Torsi
Konsep torsi dalam fisika, juga disebut momen, diawali dari kerja Archimedes dalam lever. Informalnya, torsi dapat dipikir sebagai gaya rotasional. Analog rotational dari gaya, masa, dan percepatan adalah torsi, momen inertia dan percepatan angular. Gaya yang bekerja pada lever, dikalikan dengan jarak dari titik tengah lever, adalah torsi. Contohnya, gaya dari tiga newton bekerja sepanjang dua meter dari titik tengah mengeluarkan torsi yang sama dengan satu newton bekerja sepanjang enam meter dari titik tengah. Ini menandakan bahwa gaya dalam sebuah sudut pada sudut yang tepat kepada lever lurus. Lebih umumnya, seseorang dapat mendefinisikan torsi sebagai perkalian silang:
r adalah vektor dari axis putaran ke titik di mana gaya bekerja
F adalah vektor gaya.
r adalah vektor dari axis putaran ke titik di mana gaya bekerja
F adalah vektor gaya.
Wednesday, 21 July 2010
Cahaya Tampak: “Photosynthesis” Dan Penghematan Energi
Ditulis oleh Haslizen Hoesin
Pendahuluan
Bila berbicara mengenai Cahaya tampak, sebenarnya pembicaraan yang tidak bisa terlepas dari Radiasi Matahari, karena keduanya bersumber sama yaitu Surya. Cahaya tampak berada dalam radiasi matahari, atau dengan kata lain spektral cahaya tampak terletak dalam spektral radiasi matahari. Cahaya tampak yang dimanfaatkan adalah penerangannya, disebut juga kuat penerangan alami siang hari. Bila berbicara pencahayaan dalam ruangan cahaya tampak disebut kuat penerangan alami siang hari dalam bangunan.
Cahaya tampak dengan radiasi matahari dalam hal pengukuran, lain saling membatasi diri (terpisah), ini disebabkan daerah panjang gelombang yang diamati berbeda. Karena cahaya tampak dan radiasi matahari bersumber sama. Sangat beralasan, bila radiasi matahari diketahui maka penerangan alami siang hari dapat pula diketahui.
Dalam kehidupan (sehari-hari), ternyata kuat penerangan alami siang hari sangat banyak pemanfaatannya. Bila ditinjau dari pengelompokan energi, maka energi Penerangan Alami termasuk kepada energi terbarukan (renewable energy)
Komponen Penerangan Alami
Kuat penerangan alami siang hari yang sampai dipermukaan bumi terdiri dari tiga komponen, yaitu langsung, baur dan total (global). Gabungan langsung dan baur disebut kuat penerangan global. Penerangan langsung dapat pula dibagi dua bentuk yaitu perangan langsung normal dan horizontal, digunakan untuk memperkirakan kuat penerangan pada permukaan datar, miring dan tegak. Permukaan miring meliputi lereng bukit, atap dll. Pemanfaatan kuat penerangan pada permukaan tegak diantaranya jendela bangunan. Kuat penerangan pada permukaan datar dan miring secara luas mengingatkan pada dedaunan, karena di dedaunan terjadi (proses) potosintesis (photosynthesis). Untuk memperkirakan kuat penerangan pada permukaan miring dan tegak, sudut kemiringan dan orientasi permukaan merupakan factor yang berperan besar.
Femanfaatan
Sebagaimana disebutkan diatas bahwa cahaya tampak pemenafaatannya sangat luas. Tak perlu jauh-jauh, perhatikan disekitar tempat tinggal, akan ditemukan dedaunan mereka memerlukan pencahayaan. Dedaunan yang tak dapat cahaya akan pucat. Di dedanuan hijau terjadi potosintesis. Bila dedaunan kurang atau tidak ada disekitar tempat tinggal, suasana gersang dan cepat mengantuk. Penerangan alami dalam ruangan rumah lebih baik dan sehat dari sumber penerangan yang lain.
Semua orang pasti tahu, bahwa asal oksigen dari dedaunan dan pentingnya hijau disekitar tempat tinggal. Bila kuat penerangan lemah, maka kegiatan potosintesis akan menurun, produksi oksigen berkurang. Bila diketahui kuat (intensity) cahaya tampak pada daerah tertentu, berarti dapat diperkirakan tanaman yang cocok ditanam di daerah tersebut.
Pemanfaatan penerangan alami siang hari dalam rungan bangunan akan berakibat pada pengurangan pemakaian energi penerangan buatan (energi listrik) di siang hari, berarti terjadi penghematan energi konvensional (Danusugondho dan Aldy).
Kuat penerangan yang sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari pada pemukaan miring (termasuk permukaan tegak (vertical)). Permukaan miring, diantaranya lereng bukit dan hutan. Permukaan datar adalah hamparan sawah atau kebun didataran rata yang luas. Di lereng bukit untuk hamparan sawah tetap saja permukaan rata. Bila berbicara mengenai kuat penerangan pada permukaan miring, berarti melibatkan kuat penerangan pantul. Kuat penerangan pantul sangat ditentukan oleh koefisien pantul permukaan. Koefisien pantul permukaan yang lebih luas disebut albedo.
Memperkirakan kuat penerangan alami siang hari, dapat diperkirakan melalui model matematis (sederhana). Model matematis diturunkan dari model atmosfir. Tentu……, model matematis tersebut digunakan untuk keperluan Pertanian, Perkebunan, Bangunan dan lain-lain.
Model Atmosfir
Menyusun model matematis kuat penerangan alami siang hari, satu diantara beberapa cara dengan model atmosfir. Beberapa model atmosfir/langit yang dibuat para pakar, untuk keperluan kuat penerangan alami siang hari, model yang digunakan adalah model atmosfir Rao dan Sesadri. Pembahasan tentang model atmosfir baca Energi Radiasi Matahari: Pertanian, Perikanan, Bangunan dan Listrik pada kategori Barukan Hematkan “Energi”.
Bilangan Kebeningan Atmosfir
Jumlah dan mutu intensitas radiasi matahari di permukaan bumi, sangat dipengaruhi oleh kandungan (kekeruhan) langit (atmosfir). Karena model atmosfir yang dirumuskan Rao dan Sesadri dinyatakan sebagai atmisfir keadaan langit bening sering dijumpai, maka pada keadaan ini Sharma dan Pal menyatakan kebeningan atmosfir (CN) = 1.
Untuk keadaan lain, CN (0.00 spi 0,49) langit berawan atau mendung, CN (0,5 spi 0,69) langit keruh, CN (0.7 spi 0.89) langit biru buram, CN (0.9 spi 1.09) langit biru, CN (1,1 spi 1, 29) langit biru sekali, dan CN (diatas 1.3) langit sangat biru sekali, jarang dijumpai.
Di daerah tropis khatulistiwa (Indonesia) untuk sementara harga-harga CN yang diusulkan Sharma dan Pal disarankan dipakai.
Hubungan Penerangan Alami Dengan Radiasi Matahari
Sebagaimana telah dikemukakan (diatas) bahwa cahaya tampak adalah bagian dari Radiasi matahari. Berdasar pemikiran bahwa radiasi dan penerangan bersumber sama, maka penerangan alami siang hari dapat diperkirakan.Hubungan radiasi dengan penerangan ditunjukkan oleh kadar penerangan (luminous efficacy) (K). Kadar penerangan (K) didefinisikan sebagai perbandingan antara iluminasi normal (EDN) terhadap radiasi matahari normal (IDN), sering juga disebut faktor. Numan menyatakan hubungan tersebut sebagai berikut:
EDN = KS IDN lux ……… (1)
IDN = [1285.4 Sin(te)]/[Sin(te) + 0.3135] CN …….. (2)
Ks selain disebut kadar penerangan disebut juga factor penerangan.
Kadar penerangan terdiri dari tiga terdiri dari Kadar Penerangan Langsung Matahari (Ks), Kadar Penerangan Langit (Kd) dan Kadar Penerangan Global (Kg). Menurut Kitler (dalam Krochmann) Ks = Kk = Kg = 100 lm/w. Chrocicki (dalam Krochmann) mengusulkan dipengaruhi oleh ketinggian surya yaitu
Ks = Kk = Kg = 59.3 (te)(pkt)(0.1252) lm/w. ……. (3)
dengan te adalah saudut ketinggian matahari dan pkt adalah pangkatTingkat Penerangan matahari Alami Normal (EDN)
EDN = {[76.2242 Sin(te)]/[0.3135 + Sin(te)]} x (te)(pkt)(0.1252) x CN……… (4)
dengan pkt adalah pangkat.
Perkiraan Penerangan Alami Siang Hari
Penerangan surya di peremukaan datar terbuka dapat dibedakan atas bebarapa komponen yaitu Penerangan Langsung Normal, Langit, Pantul dan Global. Berdasarkan model atmosfir dibuat model persamaan kuat penerangan Alami (Numan, Hoesin) Langsung Normal, Horizontal, Baur dan Global. Persamaan-persamaan tersebut (Hoesin) sebagaimana dipaparkan berikut.
Kuat Penerangan Horizontal
Kuat Penerangan matahari Alami Langsung pada permukaan datar (horizontal) (EDH)
EDH = {[76.2242 Sin(te)]/[0.3135 + Sin(te) x Sin(te)]}x (te)(pkt)(0.1252) x CN……. (5)
Kuat Penerangan matahari langit (baur) pada permukaan datar (horizontal) (Edh)
Edh = {[56.81 Sin(te)]/[56.3641 + Sin(te) x Sin(te)]}x CN………. (6)
Kuat penerangan global pada permukaan datar (horizontal) (EGH) untuk keadaan langit baku (stardard)
EGH = 55.68 Sin(te) + 0,6 EDH …….. (7)
Kuat Penerangan global pada permukaan datar (horizontal) menyimpang dari keadaan langit baku (EGH) yaitu keadaan sembarang adalah
EGH = 55.68 Sin(te) + {[45,7345 Sin(te)/0.3135 + Sin (te)] x Sin(te) x (te)(pkt)(0.1252)} x CN. ……. (8)
Kuat Penerangan Pantul
Kuat Penerangan Pantul (Er) adalah berkas cahaya yang dipantulkan permukaan. Pantulan tersebut merupakan fungsi dari sudut datang berkas sinar pada permukaan gama (ga) dan Albedo A. permukaan sekitar.
ER =0.5 EGH [1 – cos(ga)] x A……… (9)
Kuat Penerangan Pada Permukaan Tegak
Kuat Penerangan matahari Alami Langsung pada permukaan tegak (vertikal) (EDV)
EDV = {[76.2242 Sin(te)]/[0.3135 + Sin(te) x Sin(te)]}x (te)(pkt)(0.1252) x Cos(te) x Cos(AP – A0) CN……… (10)
dengan Ap azimut permukaan terhadap utara sebenarnya (deg) dan A0 azimut surya terhadap utara sebenarnya (deg).
Kuat Penerangan matahari baur pada permukaan tegak (vertikal) orientasi sembarang dan atmosfir sembarang (Edv)
Edv = {[(56.81 Sin(te))/(56.3641 + Sin(te) x Sin(te))] x CN} x F ….. (11)
dengan F disebut komponen langit. F = Cos(te)
Kuat penerangan pantul pada pemukaan tegak (Er v)
ERV = ½ A EGH ……. (12)
Kuat penerangan total pada permukaan tegak/vertikal (ETV)
ETV = EDV + Edv + ERV……. (13)
Bila ingin memperkirakan radiasi matahari berbagai keadaan permukaan berdasarkan waktu (ketinggian surya) untuk berbagai kegunaan maka perkiraan radiasi matahari global tidak dapat digunakan langsung, harus diubah kedalam bentuk lain. Bentuk persamaan tersebut memasukkan ketinggian matahari. Jadi pada persamaan harus ada fungsi sudut ketinggian matahari
Penutup
Bila merancang berbagai keadaan permukaan baik itu untuk pertanian, pengairan, perikanan, bangunan dan perkotaan, memanfaatkan energi dari matahari berupa cahaya tampak, pemahaman terhadap penerangan alami sangat diperlukan. Model matematis sangat diperlukan, karena berkait dengan hitung-menghitung untuk memperoleh optimalisasi dan efisiensi.
Baca juga Pemodelan Matematis Radiasi Matahari pada kategori Lihat “Model” Yok dan Konsumsi BBM Dibatasi, Radiasi Matahari: Data dan Informasi Energi pada kategori Barukan Hematkan “Energi”.
Daftar pustaka
Danusugondho, Iskandar and Aldy Anwar (1976). “Framework For Solar Energy Research And Development Policy Proposd For Indonesia And Its Relevance To Solar Energy Utilization In Building Syatems”. Presented at Symposium UNESCO/World Organization Solar Energy, Geneva. August 20 – Septembre 3.
Hoesin, Haslizen (1978), “Penelitian & Studi Energi Radiasi Matahari Yang Menimpa Bangunan Dan Pengaruhnya Terhadap Pemakaian Energi Untuk Penerangan Di Siang Hari Dalam Bangunan”. ( Tugas Akhir). Departemen Fisika Teknik. Istitut Teknologi Bandung.
Hoesin, Haslizen (1981), “Saling Ketergantungan Energi, Lingkingan Hidup, Cuaca & Iklim Dan Radiasi Matahari”. Hasil-Hasil Seminar Energi Nasional II. Komote Nasional Indonesia Word Energy Conference (KNI-NEC). Jakarta 9 – 12 Juli.
Krochmann, J. (1974). “Quantitative Data on Daylight for Illuminating Engineering”. Lighting Research & technology. Vol 6 no 3 (165 – 171).
Numan, M. Y. (1973). “A Mathematical Model to Standardise Prediction and Predict Quantities of Illuminance for Clear Sky”. E.A.R.I. (47 –62)
Ditulis dalam Barukan, Hematkan "Energi"
Pendahuluan
Bila berbicara mengenai Cahaya tampak, sebenarnya pembicaraan yang tidak bisa terlepas dari Radiasi Matahari, karena keduanya bersumber sama yaitu Surya. Cahaya tampak berada dalam radiasi matahari, atau dengan kata lain spektral cahaya tampak terletak dalam spektral radiasi matahari. Cahaya tampak yang dimanfaatkan adalah penerangannya, disebut juga kuat penerangan alami siang hari. Bila berbicara pencahayaan dalam ruangan cahaya tampak disebut kuat penerangan alami siang hari dalam bangunan.
Cahaya tampak dengan radiasi matahari dalam hal pengukuran, lain saling membatasi diri (terpisah), ini disebabkan daerah panjang gelombang yang diamati berbeda. Karena cahaya tampak dan radiasi matahari bersumber sama. Sangat beralasan, bila radiasi matahari diketahui maka penerangan alami siang hari dapat pula diketahui.
Dalam kehidupan (sehari-hari), ternyata kuat penerangan alami siang hari sangat banyak pemanfaatannya. Bila ditinjau dari pengelompokan energi, maka energi Penerangan Alami termasuk kepada energi terbarukan (renewable energy)
Komponen Penerangan Alami
Kuat penerangan alami siang hari yang sampai dipermukaan bumi terdiri dari tiga komponen, yaitu langsung, baur dan total (global). Gabungan langsung dan baur disebut kuat penerangan global. Penerangan langsung dapat pula dibagi dua bentuk yaitu perangan langsung normal dan horizontal, digunakan untuk memperkirakan kuat penerangan pada permukaan datar, miring dan tegak. Permukaan miring meliputi lereng bukit, atap dll. Pemanfaatan kuat penerangan pada permukaan tegak diantaranya jendela bangunan. Kuat penerangan pada permukaan datar dan miring secara luas mengingatkan pada dedaunan, karena di dedaunan terjadi (proses) potosintesis (photosynthesis). Untuk memperkirakan kuat penerangan pada permukaan miring dan tegak, sudut kemiringan dan orientasi permukaan merupakan factor yang berperan besar.
Femanfaatan
Sebagaimana disebutkan diatas bahwa cahaya tampak pemenafaatannya sangat luas. Tak perlu jauh-jauh, perhatikan disekitar tempat tinggal, akan ditemukan dedaunan mereka memerlukan pencahayaan. Dedaunan yang tak dapat cahaya akan pucat. Di dedanuan hijau terjadi potosintesis. Bila dedaunan kurang atau tidak ada disekitar tempat tinggal, suasana gersang dan cepat mengantuk. Penerangan alami dalam ruangan rumah lebih baik dan sehat dari sumber penerangan yang lain.
Semua orang pasti tahu, bahwa asal oksigen dari dedaunan dan pentingnya hijau disekitar tempat tinggal. Bila kuat penerangan lemah, maka kegiatan potosintesis akan menurun, produksi oksigen berkurang. Bila diketahui kuat (intensity) cahaya tampak pada daerah tertentu, berarti dapat diperkirakan tanaman yang cocok ditanam di daerah tersebut.
Pemanfaatan penerangan alami siang hari dalam rungan bangunan akan berakibat pada pengurangan pemakaian energi penerangan buatan (energi listrik) di siang hari, berarti terjadi penghematan energi konvensional (Danusugondho dan Aldy).
Kuat penerangan yang sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari pada pemukaan miring (termasuk permukaan tegak (vertical)). Permukaan miring, diantaranya lereng bukit dan hutan. Permukaan datar adalah hamparan sawah atau kebun didataran rata yang luas. Di lereng bukit untuk hamparan sawah tetap saja permukaan rata. Bila berbicara mengenai kuat penerangan pada permukaan miring, berarti melibatkan kuat penerangan pantul. Kuat penerangan pantul sangat ditentukan oleh koefisien pantul permukaan. Koefisien pantul permukaan yang lebih luas disebut albedo.
Memperkirakan kuat penerangan alami siang hari, dapat diperkirakan melalui model matematis (sederhana). Model matematis diturunkan dari model atmosfir. Tentu……, model matematis tersebut digunakan untuk keperluan Pertanian, Perkebunan, Bangunan dan lain-lain.
Model Atmosfir
Menyusun model matematis kuat penerangan alami siang hari, satu diantara beberapa cara dengan model atmosfir. Beberapa model atmosfir/langit yang dibuat para pakar, untuk keperluan kuat penerangan alami siang hari, model yang digunakan adalah model atmosfir Rao dan Sesadri. Pembahasan tentang model atmosfir baca Energi Radiasi Matahari: Pertanian, Perikanan, Bangunan dan Listrik pada kategori Barukan Hematkan “Energi”.
Bilangan Kebeningan Atmosfir
Jumlah dan mutu intensitas radiasi matahari di permukaan bumi, sangat dipengaruhi oleh kandungan (kekeruhan) langit (atmosfir). Karena model atmosfir yang dirumuskan Rao dan Sesadri dinyatakan sebagai atmisfir keadaan langit bening sering dijumpai, maka pada keadaan ini Sharma dan Pal menyatakan kebeningan atmosfir (CN) = 1.
Untuk keadaan lain, CN (0.00 spi 0,49) langit berawan atau mendung, CN (0,5 spi 0,69) langit keruh, CN (0.7 spi 0.89) langit biru buram, CN (0.9 spi 1.09) langit biru, CN (1,1 spi 1, 29) langit biru sekali, dan CN (diatas 1.3) langit sangat biru sekali, jarang dijumpai.
Di daerah tropis khatulistiwa (Indonesia) untuk sementara harga-harga CN yang diusulkan Sharma dan Pal disarankan dipakai.
Hubungan Penerangan Alami Dengan Radiasi Matahari
Sebagaimana telah dikemukakan (diatas) bahwa cahaya tampak adalah bagian dari Radiasi matahari. Berdasar pemikiran bahwa radiasi dan penerangan bersumber sama, maka penerangan alami siang hari dapat diperkirakan.Hubungan radiasi dengan penerangan ditunjukkan oleh kadar penerangan (luminous efficacy) (K). Kadar penerangan (K) didefinisikan sebagai perbandingan antara iluminasi normal (EDN) terhadap radiasi matahari normal (IDN), sering juga disebut faktor. Numan menyatakan hubungan tersebut sebagai berikut:
EDN = KS IDN lux ……… (1)
IDN = [1285.4 Sin(te)]/[Sin(te) + 0.3135] CN …….. (2)
Ks selain disebut kadar penerangan disebut juga factor penerangan.
Kadar penerangan terdiri dari tiga terdiri dari Kadar Penerangan Langsung Matahari (Ks), Kadar Penerangan Langit (Kd) dan Kadar Penerangan Global (Kg). Menurut Kitler (dalam Krochmann) Ks = Kk = Kg = 100 lm/w. Chrocicki (dalam Krochmann) mengusulkan dipengaruhi oleh ketinggian surya yaitu
Ks = Kk = Kg = 59.3 (te)(pkt)(0.1252) lm/w. ……. (3)
dengan te adalah saudut ketinggian matahari dan pkt adalah pangkatTingkat Penerangan matahari Alami Normal (EDN)
EDN = {[76.2242 Sin(te)]/[0.3135 + Sin(te)]} x (te)(pkt)(0.1252) x CN……… (4)
dengan pkt adalah pangkat.
Perkiraan Penerangan Alami Siang Hari
Penerangan surya di peremukaan datar terbuka dapat dibedakan atas bebarapa komponen yaitu Penerangan Langsung Normal, Langit, Pantul dan Global. Berdasarkan model atmosfir dibuat model persamaan kuat penerangan Alami (Numan, Hoesin) Langsung Normal, Horizontal, Baur dan Global. Persamaan-persamaan tersebut (Hoesin) sebagaimana dipaparkan berikut.
Kuat Penerangan Horizontal
Kuat Penerangan matahari Alami Langsung pada permukaan datar (horizontal) (EDH)
EDH = {[76.2242 Sin(te)]/[0.3135 + Sin(te) x Sin(te)]}x (te)(pkt)(0.1252) x CN……. (5)
Kuat Penerangan matahari langit (baur) pada permukaan datar (horizontal) (Edh)
Edh = {[56.81 Sin(te)]/[56.3641 + Sin(te) x Sin(te)]}x CN………. (6)
Kuat penerangan global pada permukaan datar (horizontal) (EGH) untuk keadaan langit baku (stardard)
EGH = 55.68 Sin(te) + 0,6 EDH …….. (7)
Kuat Penerangan global pada permukaan datar (horizontal) menyimpang dari keadaan langit baku (EGH) yaitu keadaan sembarang adalah
EGH = 55.68 Sin(te) + {[45,7345 Sin(te)/0.3135 + Sin (te)] x Sin(te) x (te)(pkt)(0.1252)} x CN. ……. (8)
Kuat Penerangan Pantul
Kuat Penerangan Pantul (Er) adalah berkas cahaya yang dipantulkan permukaan. Pantulan tersebut merupakan fungsi dari sudut datang berkas sinar pada permukaan gama (ga) dan Albedo A. permukaan sekitar.
ER =0.5 EGH [1 – cos(ga)] x A……… (9)
Kuat Penerangan Pada Permukaan Tegak
Kuat Penerangan matahari Alami Langsung pada permukaan tegak (vertikal) (EDV)
EDV = {[76.2242 Sin(te)]/[0.3135 + Sin(te) x Sin(te)]}x (te)(pkt)(0.1252) x Cos(te) x Cos(AP – A0) CN……… (10)
dengan Ap azimut permukaan terhadap utara sebenarnya (deg) dan A0 azimut surya terhadap utara sebenarnya (deg).
Kuat Penerangan matahari baur pada permukaan tegak (vertikal) orientasi sembarang dan atmosfir sembarang (Edv)
Edv = {[(56.81 Sin(te))/(56.3641 + Sin(te) x Sin(te))] x CN} x F ….. (11)
dengan F disebut komponen langit. F = Cos(te)
Kuat penerangan pantul pada pemukaan tegak (Er v)
ERV = ½ A EGH ……. (12)
Kuat penerangan total pada permukaan tegak/vertikal (ETV)
ETV = EDV + Edv + ERV……. (13)
Bila ingin memperkirakan radiasi matahari berbagai keadaan permukaan berdasarkan waktu (ketinggian surya) untuk berbagai kegunaan maka perkiraan radiasi matahari global tidak dapat digunakan langsung, harus diubah kedalam bentuk lain. Bentuk persamaan tersebut memasukkan ketinggian matahari. Jadi pada persamaan harus ada fungsi sudut ketinggian matahari
Penutup
Bila merancang berbagai keadaan permukaan baik itu untuk pertanian, pengairan, perikanan, bangunan dan perkotaan, memanfaatkan energi dari matahari berupa cahaya tampak, pemahaman terhadap penerangan alami sangat diperlukan. Model matematis sangat diperlukan, karena berkait dengan hitung-menghitung untuk memperoleh optimalisasi dan efisiensi.
Baca juga Pemodelan Matematis Radiasi Matahari pada kategori Lihat “Model” Yok dan Konsumsi BBM Dibatasi, Radiasi Matahari: Data dan Informasi Energi pada kategori Barukan Hematkan “Energi”.
Daftar pustaka
Danusugondho, Iskandar and Aldy Anwar (1976). “Framework For Solar Energy Research And Development Policy Proposd For Indonesia And Its Relevance To Solar Energy Utilization In Building Syatems”. Presented at Symposium UNESCO/World Organization Solar Energy, Geneva. August 20 – Septembre 3.
Hoesin, Haslizen (1978), “Penelitian & Studi Energi Radiasi Matahari Yang Menimpa Bangunan Dan Pengaruhnya Terhadap Pemakaian Energi Untuk Penerangan Di Siang Hari Dalam Bangunan”. ( Tugas Akhir). Departemen Fisika Teknik. Istitut Teknologi Bandung.
Hoesin, Haslizen (1981), “Saling Ketergantungan Energi, Lingkingan Hidup, Cuaca & Iklim Dan Radiasi Matahari”. Hasil-Hasil Seminar Energi Nasional II. Komote Nasional Indonesia Word Energy Conference (KNI-NEC). Jakarta 9 – 12 Juli.
Krochmann, J. (1974). “Quantitative Data on Daylight for Illuminating Engineering”. Lighting Research & technology. Vol 6 no 3 (165 – 171).
Numan, M. Y. (1973). “A Mathematical Model to Standardise Prediction and Predict Quantities of Illuminance for Clear Sky”. E.A.R.I. (47 –62)
Ditulis dalam Barukan, Hematkan "Energi"
Subscribe to:
Posts (Atom)