SUMBER ENERGI

 

Assalamualaikum wr wb.

Anak anakku sekalian, hari ini mari kita pelajari beberapa sumber energi, dan perubahannya. 

Berdasarkan definisi dalam UU RI No. 30 Tahun 2007 Bab I Pasal 1, sumber energi adalah berbagai hal yang dapat menghasilkan energi, baik secara langsung maupun melalui proses konversi. Adapun sumber daya energi adalah sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan baik sebagai sumber energi maupun sebagai energi.

Jenis Sumber Energi Berdasarkan Kelestariannya

 Berdasarkan ketersediaannya, sumber energi diklasifikasikan menjadi duam macam yaitu energi terbarukan (reneweble energy) dan energi tak terbarukan (nonreneweble energy). Dibawah ini akan kita jelaskan pengertian dan perbedaan dari sumber energi terbarukan dan sumber energi tak terbarukan.

1.  Sumber Energi Terbarukan, adalah sumber energi yang bisa diperbarui sehingga dalam penggunaannya dapat dengan cepat dan mudah didapatkan. Pemanfaatan sumber energi terbarukan dapat dalam jangka waktu yang lama dan berkelanjutan. Sumber energi ini memiliki kelebihan tidak mencemari lingkungan. Contoh: energi matahari/surya, energi panas bumi, energi angin, dan energi air.

2.   Sumber Energi tak Terbarukan, adalah sumber energi dari sumber daya alam yang tidak dapat diperbaru artinya ketersediaannya di alam ini terbatas karena proses pembentukannya yang memerlukan waktu yang sangat lama. Dalam memanfaatkan energi tak terbarukan harus sangat diperhatikan jumlahnya di alam serta dampaknya bagi lingkungan. Contoh: minyak bumi, gas alam, dan batu bara.

 

Ketersediaan Sumber Energi

Pemanfaatan energi tak terbarukan yang hingga saat ini masih mendominasi penggunaan energi di Indonesia membuat masalah yang sangat serius dalam hal ketersediaan cadangan sumber energi tak terbarukan itu sendiri.  Cadangan minyak bumi, batu bara, atas gas alam suatu saat akan habis di alam ini jika dari sekarang kita tidak memperhatikan pemanfaatannya secara optimal.

Untuk mengatasi krisis energi ini, maka dibutuhkan solusi yaitu dengan meningkatkan pemanfaatan sumber energi terbarukan di Indonesia. Sumber energi terbarukan di Indonesia saat ini sangat melimpah. Selain itu, pemanfaatan sumber energi terbarukan juga mengurangi dampak pencemaran lingkungan.

 

Solusi terhadap Keterbatasan Energi

Krisis energi dan berbagai pencemaran yang berdampak sangat negatif bagi lingkungan dan kehidupan manusia mengharuskan kita mencari solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut. Secara umum solusi untuk mengatasi permasalahan akibat energi antara lain sebgai berikut.

Penghematan Energi

Dengan cara melakukan penghematan energi dapat mengatasi krisis energi. Penghematan energi dapat menyebablan berkurannya biaya, meningkatnya nilai lingkungan, keamanan negara, keamanan pribadi, dan kenyamanan. Selain itu, dengan mengurangi emisi penghematan emisi penghematan energi merupakan bagian penting dari mencegah atau mengurangi perubahan iklim.

 Pemanfaatan Sumber Energi Terbarukan sebagai Sumber Energi Alternatif

Indonesia merpakan salah satu negara yang memiliki potensi energi terbarukan yang sangat melimpah. Namun, pada kenyataannya potensi sumber energi terbarukan masih belum dimanfaatkan secara maksimal. Hal ini disebabkan karena saat ini Indonesia masih bergantung pada sumber energi fosil yang sudah jelas menyajikan masalah besar. Sumber energi fosil yang ketersediaannya di alam sangat terbatas juga dapat menyebabkan polusi udara, air dan tanah, serta menghasilkan gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap pemanasan global. 

Peraturan Pemerintah No 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasioanal menunjukan bahwa kebijakan pemerintah juga masih kurang mendukung terhadap pemanfaatan energi alternatif atau terbarukan untuk tahun 2025 yang hanya sekitar 15%. Hal ini dapat dilihat dalam bab II Pasal 2 Peraturan Pemerintahan bahwa target konsumsi energi yang digunakan di Indonesia pada tahun 2025 antara lain sebagai berikut.

1.     Minyak bumi kurang dari 20%

2.     Gas bumi lebih dari 33%

3.     Batu bara lebih dari 5%

4.     Biofuel lebih dari 5%

5.     Panas bumi lebih dari5%

6.     Energi baru terbarukan lainnya, khususnya biomassa, nuklir, tenaga air skala kecil, tenaga surya dan angin lebih dari 5%.

7.     Bahan bakar lain yang berasal dari pencarian batu bara lebih dari 2%.

Sumber energi alternatif diperlukan untuk membantu negara agar tidak perlu menaikkan harga bahan bakar, mengurangi ketergantungan pada negara-negara lain untuk pasokan minyak, membatasi penggunaan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui seperti minyak, batu bara, dll. 

Selain itu penggunaan sumber energi alternatif juga membantu mengurangi polusi lingkungan serta tidak memberikan efek negatif pada alam seperti air, udara, hutan, dll. Tentunya penggunaan sumber energi alternatif juga membuka lapangan pekerjaan baru, sehingga juga bisa membantu perkembangan ekonomi. 

Berikut contoh sumber-sumber energi alternatif: 

§  Tenaga Nuklir 

Proses yang digunakan dikenal sebagai fisi nuklir. Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan bantuan dari reaktor nuklir, air panas untuk menghasilkan uap, yang kemudian diubah menjadi kerja mekanik untuk menghasilkan listrik.

Survei yang dilakukan pada tahun 2007 menunjukkan bahwa sekitar 14% dari pasokan listrik di seluruh dunia berasal dari tenaga nuklir.

 

§  Energi Biomassa 

Materi biologis yang hidup dan mati disebut sebagai biomassa. Biomassa digunakan sebagai sumber bahan bakar atau produksi industri. Tanaman, kulit pohon, serbuk kayu/gergaji, residu pertanian, serpihan kayu, dan kotoran hewan adalah beberapa contoh dari biomassa yang biasa digunakan. 

Biomassa berbeda dengan bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil menggunakan deposit fosil seperti batubara yang terkubur di bawah tanah selama berabad-abad lamanya, sumber biomassa relatif murah dan ramah lingkungan.

 

 

 

§  Gas Alam Terkompresi (Compressed Natural Gas) 

Seperti namanya, produk ini dibuat dengan melakukan kompresi pada gas alam (metana). Tidak dapat dipungkiri bahwa penggunaannya menghasilkan gas rumah kaca, tapi meski begitu ini tetap merupakan pilihan yang lebih aman dan bersih dibandingkan dengan bahan bakar seperti bensin, solar, atau bahan bakar propana (LPG).

 

§  Tenaga Panas Bumi 

Energi panas bumi murah, dapat diandalkan, dan juga ramah lingkungan. Pembangkit listrik tenaga panas bumi merupakan cara efisien untuk mengekstrak energi yang dapat diperbaharui disediakan oleh bumi. Penggunaan tenaga panas bumi sudah dilakukan sejak dari zaman Romawi kuno, pada waktu itu populer untuk pemanas ruangan serta pemanas air untuk mandi. 

 

§  Tenaga Air 

Pembangkit listrik tenaga air adalah salah satu energi alternatif yang paling populer. Gaya gravitasi mengakibatkan air mengalir/jatuh kebawah, air yang mengalir/jatuh dari ketinggian tertentu memiliki energi potensial dan kinetik, energi itu diubah menjadi energi mekanik untuk menghasilkan listrik. Tidak hanya ramah lingkungan, tapi pembuatan pembangkit listrik tenaga air juga tidak menghasilkan limbah langsung apapun.

 

§  Tenaga Angin 

Turbin angin mengubah energi angin menjadi listrik, dengan menggunakan rotasi pisau turbin dan generator listrik. Biasanya dibangun banyak kincir angin besar untuk menghasilkan listrik di "peternakan angin". Selain menghasilkan listrik, kincir angin juga dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan fisik.

 

§  Tenaga Surya atau Matahari 

Ini juga salah satu sumber energi alternatif yang sangat populer, teknologi untuk memanfaatkan tenaga surya berkembang dengan sangat pesat. Tidak seperti jaman dulu, sekarang sel surya mudah dipindahkan dan lebih efisien. Tempat-tempat dimana terdapat sinar matahari terik bisa memanfaatkan energi matahari secara maksimal.

 

§  Tenaga Gelombang Laut 

Dengan mengambil energi dari gelombang di permukaan laut, pembangkit listrik tenaga gelombang laut menggunakannya untuk menghasilkan listrik dan melakukan pekerjaan fisik lain. Teknologi ini tidak banyak digunakan meskipun memiliki potensi yang besar. 

 

§  Energi/Tenaga Pasang Surut Air Laut 

Sama dengan tenaga gelombang laut, yang ini juga belum banyak digunakan. Namun para ahli melihat potensi yang menjanjikan di masa depan. Salah satu alasannya adalah lebih mudah untuk diprediksi, tidak seperti energi matahari dan angin. Salah satu faktor utama yang menghalangi pemanfaatan teknologi ini adalah biaya yang tinggi. 

ENERGI MEKANIK, ENERGI POTENSIAL, DAN ENERGI KINETIK

Untuk lebih memahami konsep Energi, mari kita lakukan simulasi berikut.

1. Bukalah link simulasi energi : ‪Energy Skate Park‬ (colorado.edu)

2. Lakukan Simulasi Energi di bagian Intro

Pertanyaan : Perhatikan diagram batang, bandingkan antara besar energy kinetic, potensial, thermal, dan totalnya. Bagaimana besar dan perubahannya ?

3. Lakukan simulasi bagian Measure

Pertanyaan : Perhatikan angka yang ditunjukkan alat ukur energy dan kecepatan.
A	Dimanakah posisi besar Energi Kinetik paling besar ? mengapa demikian, jelaskan !
B	Dimanakah posisi besar Energi Potensial paling Besar ? mengapa demikian, jelaskan !
C	Kapan energy thermal bernilai besar ? mengapa demikian, jelaskan !

4. Lakukan Simulasi bagian Graph

Pertanyaan : Bandingkan keadaan grafik energy saat ada friksi dan tanpa friksi. Bagaimana bentuk grafiknya, dan jelaskan !

5. Lakukan simulasi bagian Play Ground

Pertanyaan : Jika Tanpa Friksi, apakah skater akan kembali ke tempat semula setelah meluncur ? Jelaskan alasannya !

Jika Tanpa Friksi, ketika dibuat lintasan melingkar (seperti roller coaster), jika ketinggian awal sama dengan puncak lingkaran roller coaster, apakah skater bisa selamat sampai ujung dan kembali ke semula? Jelaskan alasannya !

Tuliskan Jawabanmu, lalu kumpulkan di akhir pelajaran Fisika !

-------------- Selamat Mengerjakan -------------

MENYELESAIKAN RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

 Assalamualaikum wr.wb.

Hari ini, mari kita mengenal cara singkat untuk menyelesaikan soal rangkaian listrik bercabang, di pembahasan Listrik Dinamis Arus Searah.

Sesuai dengan Hukum Kirchoff I :

maka pada suatu Node (titik percabangan) A, dapat digambarkan ada arah arus yang masuk dan keluar, jumlahnya harus sama. 

Kerjakan Latihan berikut ini sesuai contoh soal di atas !

---------------- Selamat Mengerjakan ----------------

LISTRIK ARUS SEARAH

 

Assalamualaikum wr wb.

Anak anakku sekalian, hari ini kita pelajari listrik arus searah (Direct Current), dengan menganalisis hukum Ohm dan Hukum Khirchoff.

A. Hukum Ohm

Dalam sebuah rangkaian tertutup, berlaku hukum Ohm, yang berbunyi :

“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang terpasang pada konduktor dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”.

B. Hukum Kirchoff I 

Hukum I Kirchoff : Pada pertengahan abad 19 Gustav Robert Kirchoff (1824 – 1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian dikenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum I Kirchoff  berbunyi “ Dalam suatu percabangan, Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan”. Hukum I Kirchoff secara matematis dinyatakan :

Hukum II Kirchoff : Dalam suatu rangkaian listrik, antara dua titik misalnya a dan b, jika jalur yang dilewatinya terdapat batere (ε), arus (I) dan hambatan (R), maka tegangan jepit antara A dan B dirumuskan :

C. Rangkaian Resistor

Dengan merangkai seri resistor, kita akan mendapatkan nilai yang lebih besar. Sedangkan dengan merangkai paralel, akan kita dapatkan nilai hambatan ekivalen yang lebih kecil.

1.     Rangkaian Seri

Rangkaian seri digambarkan dengan susunan hambatan/Resistor yang sambung menyambung tanpa adanya cabang di antara sambungan dua resistor.

Prinsip dari rangkaian seri adalah arus yang mengalir di setiap komponen sama besar. Namun tegangannya terbagi di tiap hambatannya. Nilai tegangan jepitnya bergantung hambatan yang dijepitnya. Jika hambatannya besar maka tegangannya besar, dan sebaliknya.

2.     Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel digambarkan dengan susunan hambatan/Resistor yang sambung menyambung dengan adanya cabang di antara sambungan dua resistor.

Prinsip dari rangkaian paralel adalah tegangan di setiap cabang sama besar. Namun arus utamanya terbagi dan bisa berbeda-beda setiap cabangnya bergantung besar hambatan yang dilewatinya. Jika melewati hambatan besar, arusnya kecil, dan sebaliknya.

Bukalah Simulasi Percobaan rangkaian listrik sederhana berikut :

https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_all.html

Perhatikan contoh soal perhitungan berikut :

Contoh 1 :

Contoh 2 :

Buatlah simulasi percobaan sesuai dengan contoh soal di atas, tapi dengan angka berbeda. Ukur dengan tegangan dengan voltmeter dan arus dengan amperemeter. Lalu bandingkan dengan hasil perhitungan sesuai contoh di atas. 

Rangkaian Percobaan 1 :

Masukkan hasil Pengukuran ke tabel berikut :

GGL Baterai 1: V (1) = ……….. volt	GGL Baterai 2: V (2) = ……….. volt
Hambatan Luar 1 : R1 = ……… Ohm	Hambatan Luar 2 : R2 = ……… Ohm
Hasil Pengukuran Arus total rangkaian : I = …… Ampere
V(R1) = ….. Volt		V(R2) = ….. Volt

Tuliskan Hasil Perhitungan dengan Rumus :

Rangkaian Percobaan 2 :

Masukkan hasil Pengukuran ke tabel berikut :

GGL Baterai : V = ……….. volt	Hambatan dalam : r = ……. Ohm
Hambatan Luar 1 : R1 = ……… Ohm	Hambatan Luar 2 : R2 = ……… Ohm
Hasil Pengukuran tegangan Luar Baterai : V(AB) = …… Volt	Hasil Pengukuran Arus input : I = ……Ampere

Tuliskan Hasil Perhitungan dengan Rumus :

Laporan diketik di Ms.Word, Pastikan angka yang kalian pakai tidak sama dengan teman. Kirim ke email : ruddy.albayan@gmail.com

------------- Selamat Mengerjakan -------------

OPTIK GEOMETRI

 

Assalamualaikum wr wb. 

Kali ini mari kita pelajari materi Optik Geometri, khususnya pembiasan pada lensa dan cermin lengkung.

Pada Lensa Cekung dan Lensa Cembung, diberikan batasan ruang benda dan bayangan sebagai berikut :

Sedangkan pada Cermin cembung dan cermin cekung diberikan batasan ruang sebagai berikut :

Untuk memahami bagaimana jalannya cahaya pada lensa dan cermin lengkung, lakukan simulasi percobaan berikut. (Jawaban diketik di Ms.Word, kirim ke Email : ruddy.albayan@gmail.com)

Langkah Percobaan :

1. buka link simulasi berikut : https://phet.colorado.edu/sims/html/geometric-optics/latest/geometric-optics_en.html
2. Buat beberapa percobaan dengan mengisi tabel berikut !

A. PERCOBAAN PADA LENSA

LENSA CEMBUNG (+)
Percobaan ke :	Jarak Fokus Lensa (cm)	Jarak benda (cm)	Jarak Bayangan (cm)	Sifat Bayangan · Tegak/terbalik · Diperbesar/diperkecil · Di depan /Di belakang lensa
1	F = ………. cm	Benda di Ruang 1 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm
2	F = ………. cm	Benda di Ruang 2 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm
3	F = ………. cm	Benda di Ruang 3 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm

LENSA CEKUNG (-)
Percobaan ke :	Jarak Fokus Lensa (cm)	Jarak benda (cm)	Jarak Bayangan (cm)	Sifat Bayangan · Tegak/terbalik · Diperbesar/diperkecil · Di depan /Di belakang lensa
1	F = ………. cm	Benda di Ruang 4 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm

 B. PERCOBAAN PADA CERMIN

CERMIN CEKUNG (+)
Percobaan ke :	Jarak Fokus Lensa (cm)	Jarak benda (cm)	Jarak Bayangan (cm)	Sifat Bayangan · Tegak/terbalik · Diperbesar/diperkecil · Di depan /Di belakang lensa
1	F = ………. cm	Benda di Ruang 1 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm
2	F = ………. cm	Benda di Ruang 2 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm
3	F = ………. cm	Benda di Ruang 3 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm

CERMIN CEMBUNG (-)
Percobaan ke :	Jarak Fokus Lensa (cm)	Jarak benda (cm)	Jarak Bayangan (cm)	Sifat Bayangan · Tegak/terbalik · Diperbesar/diperkecil · Di depan /Di belakang lensa
1	F = ………. cm	Benda di Ruang 4 S = ………cm	Bayangan di ruang ……..   S’ = ………….. cm

Selanjutnya bandingkan salah satu hasil percobaan pada lensa (A) dan cermin (B)) dengan hasil perhitungan dengan rumus pembuat bayangan optik geometri, yaitu :

-------------- SELAMAT MENGERJAKAN -------------