-->
Listrik
statis adalah listrik yang diam untuk sementara pada
suatu benda. Penemu listrik statis adalah Thales of Miletus
. Ia menggosokkan batu ambar dengan kain wol ,kemudian ia dekatkan ke
bulu ayam. Ternyata bulu ayam terbang dan menempel pada batu ambar
kemudian jatuh lagi. Benda tersusun oleh partikel zat. partikel zat
yang terkecil dan tidak dapat dibagi lagi adalah Atom. Tiap Atom
tersusun dari inti atom dan elektron. Inti atom terdiri atas Neutron
dan proton . Elektron mengelilingi inti atom menurut lintasannya.
interaksi Elektrostatis antara Dua Muatan Listrik
Jenis interaksi elektrostatis ada 2 macam, yaitu:
a. tarik-menarik antara muatan-muatan tidak sejenis;
b. tolak-menolak antara muatan-muatan sejenis.
Charles Augustin Coulomb (1 730—1800) mengukur besarnya tarikan
dan dan tolakan listrik secara kuantitatif. Ia juga menyimpulkan
hukum yang mengatur tarikan dan tolakan listrik tersebut. Hukum
tersebut dikenal dengan Hukum Coulomb. Hukum Coulomb menyatakan bahwa
“Gaya tarik-menarik atau tolak—menolak antara
dua buah muatan listrik besamya berbanding lurus dengan hasil kali
besar kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat
jarak antara kedua muatan tersebut.”
Perhatikan Gambar 4.5 dan Gambar 4.6.
Secara matematis, gaya tarik-menarik atau tolak-menolak (gaya
Coulomb) dalam vakum dapat ditulis sebagai berikut.
Gaya Coulomb yang terjadi dalam suatu medium atau bahan memiliki
persamaan gaya Coulomb sebagai berikut.
Sehingga didapat hubungan gaya coulomb pada bahan dan gaya Coulomb
pada vakum sebagai berikut.
Keterangan:
F = gaya coulomb (N)
q = muatan listrik (C)
k = 1/4π
o= konstanta dielektrik (k = 9 X 1O
9
Nm
2/C
2)
0 = permitivitas ruang hampa
(= 8,85 X 10
-12 C
2/Nm
2)
r. = permitivitas relatif bahan
r = jarak antarmuatan (m)
Contoh soal
Dua keping logam yang terbuat dan bahan sama diberi muatan sama
besar.
a. Berapakah muatan di setiap keping jika diketahui gaya Coulomb
sebesar 2 N dan jarak antarkeping logarn 1,5 m?
b. Jika kedua keping berada di dalam bahan/medium dengan e = 4,
berapakah
besar gava Coulomb nya?
Jawab:
Dike tahui:
F = 2N;
r = 1,5 m
q
1 = q
2 = q = 22,4μC
2. Resultan Gaya Coulomb
Gambar 4.7 Resultan gaya coulomb
Perhatikan Gambar 4.7. Gambar tersebut dapat dideskripsikan
sebagai berikut. F
12 adalah gaya Coulomb yang dialami
muatan q
1 akibat pengaruh muatan q
2. F
21
adalah gaya Coulomb yang dialami muatan q
2akibat pengaruh
muran q
1. F
23 adalah gaya Coulomb yang dialami
muatan q
2 akibat pengaruh muatan q
3• F
32
adalah gaya Coulomb yang dialami
muatan q
3, akibat pengaruh muatan q
2.
Resultan gaya Coulomb di suatu titik dirumuskan sebagai berikut.
Berarti, resultan gaya Coulomb yang dialami muatan q
2,
pada Gambar 4.7 adalah:
F
q2 = F
21 + F
23
Dalah hal ini
Tiga buah partikel berada pada sam garis lurus, setiap partikel
bermuatan +3μC,—5μC, dan +2μC . Antarpartikel berjarak sama,
yaitu 10 cm.
a. Tentukan besar arah gaya pada partikel bermuatan —5μC.
b. Di mana partikel —5μC diletakkan agar gaya Coulomb pada
partikel tersebut nol?
Jawab:
Diketahui: q
1 = 3μC; q
2 = —5μC; q
3
= 2μC
a. Letak muatan q
1, q
2, dan q
3
seperti gambar berikut.
jarak antara kedua partikel sama besar yaitu r
12 = r
23
= 10 cm. Adapun F
1, merupakan gaya Coulomb hasil interaksi
tarik-menarik q
1 dan q
2, sedangkan F
23merupakan
gaya Coulomb hasil interaksi tank menarik q
2 dan q
3.
Dengan memprediksikan F
12 > F
23, maka
resultan gaya Coulombnya memenuhi persamaan berikut,
b. Agar nilai resultan gaya Coulomb di q
2 sama dengan
nol, maka besar F
12 harus sama dengan F
23
sehingga persamaannya menjadi:
misalkan, muatan q
2 diletakkan x m dari muatan q
1,
maka:
r
12= x m dan r
23 = (0,2 — x) m
r
23=0,816r
12 -> 0,2 – x = 0,816(x) ->
x = 9,08 m
jadi, agar gaya Coloumb pada q
2 sama dengan nol, muatan
q
2 diletakkan 9,08 m dari muatan q
1
Medan
Listrik
Medan
listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang
masih dipengaruhi oleh
gaya
listrik. Medan listrik digambarkan dengan
garis-garis gaya listrik.
Garis
gaya listrik berasal dari muatan positif menuju
muatan negatif
Garis
gaya listrik tidak pernah berpotongan
Semakin
rapat garis gaya listrik, semakin
kuat medan listriknya
Untuk
menghitung kuat medan listrik digunakan persamaan :
E
= Kuat medan listrik (N/C)
F
= Gaya coulomb (N)
Q
= muatan
listrik ©
1..
Energi Potensial Listrik
Konsep energi sangat berguna dalam mekanika. Hukum kekekalan
energi memungkinkan kita memecahkan persoalan-persoalan tanpa perlu
mengetahui gaya secara rinsi. Sebagai contoh gaya gravitasi menarik
suatu benda menuju ke permukaan bumi. Baik gaya gravitasi Fg maupun
kuat medan gravitasi (percepatan gravitasi=g) berarah vertikal ke
bawah.
Jika mengangkat sebuah benda melawan gaya gravitasi bumi, itu
berarti kita melakukan usaha pada benda, dan sebagai akibatnya energi
potensial gravitasi benda bertambah
( gambar 1)
Konsep energi juga berguna dalam listrik. Gaya
listrik F yang dikerjakan pada suatu muatan Uji positif q’ oleh
suatu muatan negatif adalah mengarah ke muatan negatif. Vektor kuat
medan listrik E= F/q’, juga mengarah ke muatan negatif.
Untuk menggerakkan muatan uji menjauhi muatan negatif, kita harus
melakukan usaha pada muatan uji. Sebagai akibatnya energi potensial
listrik muatan uji bertambah (gambar 2).
Gamba 1
Gambar 2
Konsep
energi potensial listrik,
mirip dengan konsep energi potensial garavitasi. Untuk itu kita akan
menurunkan rumus Energi Potensial Listrik sebagai berikut :
Usaha
yang dilakukan gaya (Fw), untuk memindahkan muatan penguji +q’,
dari titik P ke Titik Q adalah W =- Fw . S = -Fw.Δr=-F.(r2-r1)
W adalah besaran skalar, gaya F diberi tanda (-) negatif
karena gaya Coulomb berlawanan arah dengan arah perpindahah Fw=Fq =
gaya Coulomb.
W = -k.Q q’/r1 2 x (r2-r1) = – kQ.q’/r1.r2 (r2-r1)
W = -k Q.q’(1/r1 – 1/r2)= k Q.q’(1/r2-1/r1)
W = k Q.q’(1/r2-1/r1) = Δ EP = EP2 – EP1
Jadi usaha yang dilakukan W= pertambahan energi Potensial.
Kesimpulan : Energi Potensial Listrik adalah
usaha yang dilakukan gaya Coulomb, untuk memindahkan muatan uji
+q’ dari suatu titik ke titik lainnya.
Jika titik Q, berada di jauh tak terhingga,sehingga r2= ˜
dan 1/r2=0 maka Energi Potensial Listrik dapat dirumuskan sebagai
berikut: Energi Potensial Listrik dari dua muatan Q dan q’ adalah :
Ep = k Q.q’/r, EP termasuk besaran skalar
E= Energi Potensial Listrik satuannya Joule
k = Konstanta = 9.109 N C-2 m2, r= jarak (m)
Q + muatan sumber, q’= muatan uji (Coulomb)
Potensial listrik adalah energi potensial per satuan muatan
penguji , rumus potensial listrik sebagai berikut : V = Ep /q’
atau seperti pada gambar berikut
Potensial
listrik di titik P dirumuskan :
V = k Q/r
V = Potensial Listrik (Volt)
k = Konstanta Listrik = 9.109 NC-2 m2
Q = Muatan sumber (Coulomb)
r = jarak dari muatan sampai titik P
.Ketika
kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan (misalnya baterai atau
sumber tegangan yang lain) kapasitor akan menyimpan muatan. Besarnya
kapasitas muatan yang tersimpan dalam kapasitor disebut kapasitas
kapasitor. Besarnya kapasitas kapasitor disebut kapasitansi.
Kapasitas kapasitor adalah banyak muatan yang tersimpan dalam
kapasitor ketika di hubungkan dengan beda potensial tertentu.
Besarnya kapasitansi (C) adalah :
C = Q/V
Keterangan
C = Kapasitas kapasitor, farad
q
= muatan yang tersimpan, coulomb
V = beda potensial, volt
Pada Umumnya besaran kapasitor C diukur dalam satuan
mikrofarad (F) atau pikofarad (pF). Hubungan antara farad,mikrofarad
dan pikofarad dapat dinyatakan sebagai berikut:
1 F = 10-6 F
1 pF = 10-12F
Sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,5 F dimuati
dengan baterai 12 volt. Hitunglah besar muatan yang tersimpan dalam
kapasitor tersebut
Jawab
C = 0,5 10-6F
V = 12 V
Q = C.V
= 0,5 . 10-6(12)
= 6.10
-6 C
Kapasitor yang paling sederhana adalah kapasitor
keping sejajar yang terdiri dari 2 keping logam seluas A yang
terpisah pada jarak d, seperti terlihat pada gambar berikut:
Pada keping sejajar nilai kapasitas kapasitor
dinyatakan
Untuk penyekat udara εr=1,
sehingga nilai kapasitas kapasitor
Keterangan :
C = kapasitas keping sejajar, farad
εr
= permitivitas relatif bahan penyekat
ε = permitivitas
bahan penyekat
ε0 = permitivitas vakum (8,5
x 10-12C2/N-1m-2)
d = Jarak
antar keping, m
Contoh soal
Hitunglah kapasitansi keping sejajar dengan ukuran
(0.1 m x 0.1m) yang berada di udara dengan jarak antar keping 5 mm.
Dengan ε0 = permitivitas vakum 8,5 x
10-12C2/N-1m-2
Jawab
A = 0,1 x 0,1 = 10-2 m2
d =
5 x 10-3 m
εr = 1
Jaringan komputer
(jaringan) adalah sebuah sistem
yang terdiri atas komputer-komputer
yang didesain untuk dapat berbagi sumber daya (printer, CPU),
berkomunikasi (surel, pesan instan), dan dapat mengakses
informasi(peramban web). Tujuan dari jaringan komputer adalah agar
dapat mencapai tujuannya, setiap bagian dari jaringan komputer dapat
meminta dan memberikan layanan (service).
Pihak yang meminta/menerima layanan disebut klien (client)
dan yang memberikan/mengirim layanan disebut peladen (server).
Desain ini disebut dengan sistem client-server,
dan digunakan pada hampir seluruh aplikasi
jaringan komputer.
Dua buah komputer yang masing-masing memiliki
sebuah kartu jaringan,
kemudian dihubungkan melalui kabel
maupun nirkabel
sebagai medium transmisi data, dan terdapat perangkat
lunak sistem operasi jaringan akan membentuk sebuah jaringan
komputer yang sederhana.: Apabila ingin membuat jaringan komputer
yang lebih luas lagi jangkauannya, maka diperlukan peralatan tambahan
seperti Hub,
Bridge,
Switch,
Router,
Gateway
sebagai peralatan interkoneksinya.
ini model Distributed Processing
Sejarah jaringan komputer bermula dari lahirnya
konsep jaringan komputer pada tahun 1940-an
di Amerika yang
digagas oleh sebuah proyek pengembangan komputer MODEL I di
laboratorium
Bell dan group riset Universitas
Harvard yang dipimpin profesor Howard
Aiken. Pada mulanya proyek tersebut hanyalah ingin memanfaatkan
sebuah perangkat komputer yang harus dipakai bersama. Untuk
mengerjakan beberapa proses tanpa banyak membuang waktu kosong
dibuatlah proses beruntun (Batch
Processing), sehingga beberapa program
bisa dijalankan dalam sebuah komputer dengan kaidah antrian.
Kemudian ditahun 1950-an
ketika jenis komputer mulai berkembang sampai terciptanya super
komputer, maka sebuah komputer harus melayani beberapa tempat
yang tersedia (terminal),
untuk itu ditemukan konsep distribusi proses berdasarkan waktu yang
dikenal dengan nama TSS
(Time Sharing System).
Maka untuk pertama kalinya bentuk jaringan (network)
komputer diaplikasikan. Pada sistem TSS beberapa terminal terhubung
secara seri ke sebuah komputer atau perangkat lainnya yang terhubung
dalam suatu jaringan (host)
komputer. Dalam proses TSS mulai terlihat perpaduan teknologi
komputer dan teknologi
telekomunikasi yang pada awalnya berkembang sendiri-sendiri.
Departemen
Pertahanan Amerika, U.S.
Defense Advanced Research Projects Agency
(DARPA) memutuskan untuk mengadakan riset yang bertujuan untuk
menghubungkan sejumlah komputer sehingga membentuk jaringan organik
pada tahun 1969.
Program riset ini dikenal dengan nama ARPANET.
Pada tahun 1970,
sudah lebih dari 10 komputer yang berhasil dihubungkan satu sama lain
sehingga mereka bisa saling berkomunikasi dan membentuk sebuah
jaringan. Dan pada tahun 1970
itu juga setelah beban pekerjaan bertambah banyak dan harga perangkat
komputer besar mulai terasa sangat mahal, maka mulailah digunakan
konsep proses distribusi (Distributed
Processing). Dalam proses ini beberapa
host
komputer mengerjakan sebuah pekerjaan besar secara paralel untuk
melayani beberapa terminal
yang tersambung secara seri disetiap host
komputer. Dalam proses distribusi sudah mutlak diperlukan perpaduan
yang mendalam antara teknologi
komputer dan telekomunikasi,
karena selain proses yang harus didistribusikan, semua host
komputer wajib melayani terminal-terminalnya dalam satu perintah dari
komputer pusat.
Ini adalah Model Time
Sharing System (TSS)
Pada tahun 1972,
Roy
Tomlinson berhasil menyempurnakan program surat elektonik (email)
yang dibuatnya setahun yang lalu untuk ARPANET.
Program tersebut begitu mudah untuk digunakan, sehingga langsung
menjadi populer. Pada tahun yang sama yaitu tahun 1972,
ikon at (@) juga diperkenalkan sebagai lambang penting yang
menunjukan “at” atau “pada”. Tahun 1973,
jaringan komputer ARPANET mulai dikembangkan meluas ke luar Amerika
Serikat. Komputer University
College di London
merupakan komputer pertama yang ada di luar Amerika yang menjadi
anggota jaringan Arpanet. Pada tahun yang sama yaitu tahun 1973, dua
orang ahli komputer yakni Vinton
Cerf dan Bob
Kahn mempresentasikan sebuah gagasan yang lebih besar, yang
menjadi cikal bakal pemikiran International
Network (Internet).
Ide ini dipresentasikan untuk pertama kalinya di Universitas
Sussex. Hari bersejarah berikutnya adalah tanggal 26
Maret 1976,
ketika Ratu Inggris berhasil mengirimkan surat elektronik dari Royal
Signals and Radar Establishment di
Malvern.
Setahun kemudian, sudah lebih dari 100
komputer yang bergabung di ARPANET membentuk sebuah jaringan atau
network
Tom
Truscott, Jim
Ellis dan Steve
Bellovin, menciptakan newsgroups
pertama yang diberi nama USENET
(User Network)
pada tahun 1979.
Tahun 1981, France
Telecom menciptakan sesuatu hal yang baru dengan meluncurkan
telepon
televisi pertama, di mana orang bisa saling menelepon yang juga
berhubungan dengan video link.
Seiring dengan bertambahnya komputer yang
membentuk jaringan, dibutuhkan sebuah protokol resmi yang dapat
diakui dan diterima oleh semua jaringan. Untuk itu, pada tahun 1982
dibentuk sebuah Transmission
Control Protocol (TCP) atau lebih
dikenal dengan sebutan Internet
Protocol (IP) yang kita kenal
hingga saat ini.Sementara itu, di Eropa
muncul sebuah jaringan serupa yang dikenal dengan Europe
Network (EUNET) yang meliputi
wilayah Belanda,
Inggris, Denmark,
dan Swedia.
Jaringan EUNET
ini menyediakan jasa surat elektronik dan newsgroup
USENET.
Untuk menyeragamkan alamat di jaringan komputer
yang ada, maka pada tahun 1984
diperkenalkan Sistem
Penamaan Domain atau domain name
system, yang kini kita kenal dengan
DNS. Komputer yang
tersambung dengan jaringan yang ada sudah melebihi 1000
komputer lebih. Pada 1987,
jumlah komputer yang tersambung ke jaringan melonjak 10 kali lipat
menjadi 10000
lebih.
Jaringan komputer terus berkembang pada tahun
1988, Jarkko
Oikarinen seorang berkebangsaan Finlandia
menemukan sekaligus memperkenalkan Internet
Relay Chat atau lebih dikenal
dengan IRC yang
memungkinkan dua orang atau lebih pengguna komputer dapat
berinteraksi secara langsung dengan pengiriman pesan (Chatting
). Akibatnya, setahun kemudian jumlah komputer yang saling
berhubungan melonjak 10 kali lipat. tak kurang dari 100000
komputer membentuk sebuah jaringan. Pertengahan tahun 1990
merupakan tahun yang paling bersejarah, ketika Tim Berners
Lee merancang sebuah programe penyunting dan penjelajah yang
dapat menjelajai komputer yang satu dengan yang lainnya dengan
membentuk jaringan. Programe inilah yang disebut Waring
Wera Wanua atau World
Wide Web.
Komputer yang saling tersambung membentuk
jaringan sudah melampaui sejuta komputer pada tahun 1992.
Dan pada tahun yang sama muncul istilah surfing
(menjelajah). Dan pada tahun 1994,
situs-situs di internet
telah tumbuh menjadi 3000
alamat halaman, dan untuk pertama kalinya berbelanja melalui internet
atau virtual-shopping
atau e-retail
muncul di situs. Pada tahun yang sama Yahoo!
didirikan, yang juga sekaligus tahun kelahiran Netscape
Navigator 1.0.
Contoh model jaringan Klien-Server
Klasifikasi jaringan komputer terbagi menjadi :
Berdasarkan
geografisnya, jaringan komputer terbagi menjadi Jaringan
wilayah lokal atau Local
Area Network (LAN),
Jaringan
wilayah metropolitan atau Metropolitan
Area Network (MAN),
dan Jaringan
wilayah luas atau Wide
Area Network (WAN).Jaringan
wilayah lokal]] merupakan jaringan milik pribadi di dalam sebuah
gedung atau tempat yang berukuran sampai beberapa 1 - 10 kilometer.]
LAN seringkali digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer
pribadi dan stasiun kerja (workstation)
dalam kantor
suatu perusahaan atau pabrik-pabrik untuk memakai bersama sumberdaya
(misalnya pencetak
(printer)
dan saling bertukar informasi.
Sedangkan Jaringan wilayah metropolitan merupakan perluasan jaringan
LAN sehingga mencakup satu kota
yang cukup luas, terdiri atas puluhan gedung yang berjarak 10 - 50
kilometer. Kabel
transmisi yang digunakan adalah kabel serat
optik (Fiber Optic).Jaringan
wilayah luas Merupakan jaringan antarkota, antar propinsi,
antar negara,
bahkan antar benua.
Jaraknya bisa mencakup seluruh dunia,
misalnya jaringan yang menghubungkan semua bank
di Indonesia,
atau jaringan yang menghubungkan semua kantor Perwakilan Indonesia
di seluruh dunia. Media transmisi utama adalah komunikasi lewat
satelit, tetapi
banyak yang mengandalkan koneksi serat
optik antar negara.
Berdasarkan
fungsi, terbagi menjadi Jaringan Klien-server
(Client-server)
dan Jaringan Ujung ke
ujung (Peer-to-peer).
Jaringan klien-server pada ddasaranya ada satu komputer yang
disiapkan menjadi peladen
(server)
dari komputer lainnya yang sebagai klien
(client).Semua
permintaan layanan sumberdaya dari komputer klien harus dilewatkan
ke komputer peladen, komputer peladen ini yang akan mengatur
pelayanannya. Apabila komunikasi permintaan layanan sangat sibuk
bahkan bisa disiapkan lebih dari satu komputer menjadi peladen,
sehingga ada pembagian tugas, misalnya file-server,
print-server,
database server
dan sebagainya. Tentu saja konfigurasi komputer peladen biasanya
lebih dari konfigurasi komputer klien baik dari segi kapasitas
memori, kapasitas cakram
keras {harddisk),
maupun kecepatan prosessornya. Sedangkan jaringan ujung ke ujung itu
ditunjukkan dengan komputer-komputer saling mendukung, sehingga
setiap komputer dapat meminta pemakaian bersama sumberdaya dari
komputer lainnya, demikian pula harus siap melayani permintaan dari
komputer lainnya. Model jaringan ini biasanya hanya bisa diterapkan
pada jumlah komputer yang tidak terlalu banyak, maksimum 25, karena
komunikasi akan menjadi rumit dan macet bilamana komputer terlalu
banyak.
Berdasarkan
topologi
jaringan, jaringan komputer dapat dibedakan atas:
Topologi
bus
Topologi
bintang
Topologi
cincin
Topologi
mesh
Topologi
pohon
Topologi
linier
Berdasarkan
distribusi sumber informasi/data
Jaringan terpusat
- Jaringan ini terdiri dari komputer klien dan
peladen yang
mana komputer klien yang berfungsi sebagai perantara untuk
mengakses sumber informasi/data
yang berasal dari satu komputer peladen.
Jaringan terdistribusi
- Merupakan perpaduan beberapa jaringan
terpusat sehingga terdapat beberapa komputer peladen
yang saling berhubungan dengan klien membentuk sistem jaringan
tertentu.
Berdasarkan media
transmisi data
- Jaringan
Berkabel (Wired
Network)
- Pada jaringan ini, untuk menghubungkan
satu komputer dengan komputer lain diperlukan penghubung berupa
kabel jaringan.
Kabel jaringan berfungsi dalam mengirim informasi dalam bentuk
sinyal listrik
antar komputer jaringan.
-
Jaringan
nirkabel(Wi-Fi)
- Merupakan
jaringan dengan medium berupa gelombang elektromagnetik.
Pada jaringan ini tidak diperlukan kabel untuk menghubungkan antar
komputer karena menggunakan gelombang elektromagnetik yang akan
mengirimkan sinyal informasi antar komputer jaringan.