Home

 

BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH KIMIA

TAHUN 2020

 

 

Oleh :

Ramadhana Putra

2010953008

 

Dosen Pengampu :

Dr. Darwison, ST, MT

 

Fakultas Teknik

Jurusan Teknik Elektro

Universitas Andalas

 

 

 

 

Referensi :

Chang, R. and Goldsby, K.A.(2016), Chemistry, Twelfth edition, Mc.Graw-Hill education, Florida State University.

Read More

4.8

 4.8 DESIGN OPERATION

1. Tujuan

1. Mengetahui definisi Design Operation

2. Mengetahui berbagai komponen pada Design Operation

3. Mensimulasikan rangkaian pada Design Operation 

2. Komponen

a. Function Generator

 

Function Generator adalah  alat ukur elektronik yang dapat membangkitkan gelombang dalam bentuk sinus, persegi empat dan bentuk gelombang lainnya sesuai dengan kebutuhan. Alat ini juga dapat menghasilkan frekuensi tertentu sesuai dengan kebutuhan.

b. Ground

 

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

 c. Resistor

 

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I R).

d. Transistor

 

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Secara umum transistor dapat digolongkan menjadi dua keluarga besar yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan.

e. Kapasitor

 

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday.

f. Osiloskop

 

 Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

g. Baterai

 

Baterai merupakan suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

3. Dasar Teori

Design Operation (Operasi perancangan) adalah satu operasi, dimana arus dan/atau tegangan dapat ditentukan dan unsur yang dibutuhkan untuk menetapkan tingkat yang ditentukan harus ditentukan. Proses sintesis ini membutuhkan pemahaman yang jelas tentang karakteristik perangkat, persamaan dasar untuk jaringan, dan pemahaman yang kuat tentang hukum dasar analisis rangkaian, seperti Hukum Ohm, Hukum Tegangan Kirchhoff (KVL), dan sebagainya.

Urutan desain secara jelas sensitif terhadap komponen yang sudah ada ditentukan dan unsur-unsur yang akan ditentukan. Jika transistor dan persediaan ditentukan, proses perancangan hanya akan menentukan resistor yang dibutuhkan untuk yang tertentu desain. Setelah nilai teoritis resistor ditentukan, nilai komersial standar terdekat biasanya dipilih dan variasi karena tidak menggunakan nilai resistansi yang tepat diterima sebagai bagian dari desain. Ini tentu pendekatan yang valid mengingat toleransi yang biasanya terkait dengan elemen resistif dan parameter transistor.

Jika nilai resistif ditentukan, salah satu persamaan yang paling kuat adalah hanya Hukum Ohm dalam bentuk berikut:

Dalam desain tertentu, tegangan pada resistor seringkali dapat ditentukan dari tingkat yang telah ditetapkan. Jika spesifikasi tambahan menentukan tingkat saat ini, persamaan di atas bisa kemudian digunakan untuk menghitung tingkat resistansi yang dibutuhkan. Beberapa contoh akan menunjukkan bagaimana elemen tertentu dapat ditentukan dari tingkat yang ditetapkan. Sebuah prosedur desain yang lengkap kemudian akan diperkenalkan untuk dua konfigurasi yang populer.

Desain Sirkuit Bias dengan Resistor

Umpan Balik Emitter

Pertimbangkan dulu desain komponen bias dc dari rangkaian penguat yang memiliki stabilisasi bias emitter-resistor seperti ditunjukkan pada gambar 4.50. Tegangan suplai dan titik operasi dipilih dari informasi produsen pada transistor yang digunakan di amplifier.

 

           Pemilihan collector dan emitter resistor tidak dapat dilanjutkan langsung dari informasi yang baru saja ditetapkan. Persamaan yang menghubungkan tegangan di sekitar loop collector–emitter memiliki dua jumlah yang tidak diketahui sekarang-resistor RCand RE. Pada poin ini beberapa pertimbangan Teknik harus dilakukan, seperti tingkat voltase emiter dibandingkan dengan tegangan suplai yang diberikan. Ingat bahwa kebutuhan untuk memasukkan resistor dari emitter ke ground adalah untuk menyediakan sarana stabilisasi bias dc sehingga terjadi perubahan arus kolektor akibat arus bocor pada transistor dan beta transistor tidak akan menyebabkan pergeseran besar pada titik operasi. Contoh-contoh yang diteliti dalam bab ini mengungkapkan bahwa tegangan dari emitter ke ground biasanya sekitar seperempat sampai sepersepuluh dari tegangan suplai. Di contoh selanjutnya kita melakukan desain jaringan yang lengkap pada gambar 4.49 dengan menggunakan kriteria hanya diperkenalkan untuk tegangan emitter.

Desain Current-Gain-Stabilized

(Beta-Independen) Sirkuit

Rangkaian gambar 4.51 membuktikan stabilisasi baik untuk kebocoran dan perolehan arus (beta) perubahan. Keempat nilai resistor yang ditunjukkan harus diperoleh untuk operasi yang ditentukan titik. Penilaian Teknik dalam memilih nilai tegangan emitter, VE, seperti pada pertimbangan desain sebelumnya, mengarah pada solusi langsung langsung untuk semua nilai resistor. Langkah-langkah desain semuanya ditunjukkan pada contoh berikut.

4. Prinsip Kerja 

 Rangkaian pertama yang disimulasikan menggunakan AC input berupa function generator dan AC output berupa osiloskop. Komponen-komponen lainnya adalah resistor, power, kapasitor, tranasitor, ground. Arus mengalir dari  function generator lalu melewati kapasitor, resistor, dan tranasistor. Channel A pada osiloskop dihubungkan ke input dan channel B ke output, ketika osiloskop dijalankan maka akan terbentuk gelombang input dan output. Rangkaian kedua yang disimulasikan adalah Design of a Current-Gain-Stabilized (Beta-Independent) Circuit. Prinsip kerjanya hampir sama dengan rangkaian pertama. Komponen  yang dibutuhkan adalah baterai, osiloskop, transistor NPN, resistor, ground, dan kapasitor. AC input digunakan function generator dan AC output digunakan osiloskop. Sinyal mengalir dari AC input yaitu function generator lalu melewati kapasitor, resistor, dan transistor. Channel A pada osiloskop dihubungkan ke input, dan channel B pada osiloskop dihubungkan ke output. Karena design operation mengutamakan mencari nilai yang belum diketahui, maka simulasi rangkaian ini hanya memperlihatkan bentuk sinyalnya.

5. Rangkaian

gambar rangkaian 4.47

gambar rangkaian 4.48

gambar rangkaian 4.49

gambar rangkaian 4.50

gambar rangkaian 4.51

6. Video

Read More

Latihan dan Kuis 7

Latihan 7

    Example 19.3

Tuliskan persamaan setimbang reaksi nuklir ⁵⁶₂₆ Fe(d, α) ⁵⁴₂₅ Mn, di mana d mewakili inti deuterium (yaitu, ²₁H).

Jawab:

Singkatan tersebut memberi tahu kita bahwa ketika besi-56 dibombardir dengan inti deuterium, akan menghasilkan inti mangan-54 ditambah sebuah partikel α. Jadi, persamaan reaksi ini adalah

⁵⁶₂₆ Fe + ²₁H à ⁴₂ α + ⁵⁴₂₅ Mn

    Example 20.2

Manakah dari gas berikut yang memenuhi syarat sebagai gas rumah kaca: CO, NO, NO2, Cl2, H2, Ne?

Jawab : 

Hanya CO, NO, dan NO2, yang semuanya merupakan molekul polar, memenuhi syarat sebagai gas-gas rumah kaca. Baik Cl2 dan H2 adalah molekul diatomik homonuklir, dan Ne adalah atom. Ketiga spesies ini semuanya tidak aktif IR.

    Example 21

Lengkapi dan seimbangkan persamaan berikut:

(a) NaH(s)+H2O(l) → 

(b)2Na(s)+O2(g)→

(c) K(s) +O2(g)→

Jawab:

(a) NaH(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g) (b)2Na(s) + O2(g) → Na2O2(s) (c) K(s) + O2(g) → KO2(s)     Example 22. 2 Sebutkan dua sifat kimia dan dua sifat fisik yang membedakan logam dari bukan logam. Jawab: Perbedaan sifat fisika logam (metal) dan non logam (non metal) adalah: Tampilan: Logam tampak mengkilat, sedangkan non logam tidak mengkilat Konduktifitas: Logam adalah penghantar listrik sedangkan nonlogam umumnya tidak menghantar listrik

Perbedaan sifat kimia logam (metal) dan non logam (non metal) adalah:

1. Senyawa Oksida: Logam menghasilkan senyawa oksida basa sedangkan nonlogam menghasilkan senyawa oksida asam.
2. Sifat reduktor dan oksidator: Logam adalah senyawa yang mudah menjadi reduktor, sedangkan nonlogam mudah menjadi oksidator

    Example 23

Tuliskan bilangan oksidasi logam dalam senyawa K[Au(OH)4].

Jawaban:

Bilangan oksidasi logam bergantung pada ligan yang terikat ke pusat logam. Pusat emas memiliki empat ligan OH terikat, yang masing-masing membawa muatan -1. Kalium membawa muatan +1. Ini berarti pusat Au berada dalam bilangan oksidasi +3.

4(-1) + 1(1) = -3

    Example 24.3

Tuliskan rumus struktur 3-etil-2,2-dimetilpentana

Jawab :

    Example 25

Apa yang dimaksud dengan Polimer dan bagaimana cara poliumer bisa terjadi?

Jawab :

Polimer adalah senyawa molekuler yang memiliki massa molar tinggi, berkisar dalam ribuan dan jutaan gram, dan terdiri dari banyak unit berulang. Sifat fisik yang disebut makromolekul ini sangat berbeda dari molekul kecil biasa, dan diperlukan teknik khusus untuk mempelajarinya.

Polimer yang terjadi secara alami termasuk protein, asam nukleat, selulosa (polisakarida), dan karet (poliisoprena). Kebanyakan polimer sintetik adalah senyawa organik. Contoh yang sudah dikenal adalah nilon, poli (heksametilen adipamida); Dacron, poli (etilen tereftalat); dan Lucite atau Plexiglas, poli (metil metakrilat).

Kuis 7

    Problem 19.29

Mengapa rangkaian peluruhan radioaktif mematuhi urutan pertama kinetika?

Jawab :

Nomenklaturnya berasal dari Kimia. Dalam kinetika orde pertama, laju reaksi sebanding dengan konsentrasi.

Dalam peluruhan radioaktif, jumlah atom radioaktif yang membusuk per satuan waktu sebanding dengan jumlah total atom radioaktif yang ada pada waktu itu, yaitu.

∆N = - (konstanta peluruhan) N ∆t

(∆N / ∆t) = - (konstanta peluruhan) N

Karena laju peluruhan sebanding dengan kekuatan pertama atom radioaktif yang ada, maka peluruhan radioaktif adalah kinetika orde satu.

    Problem 20.60

Manakah dari pengaturan berikut yang paling cocok untuk pembentukan kabut fotokimia? (a) Gurun Gobi pada siang hari di bulan Juni, (b) Kota New York pada jam 1 siang. di Juli, (c) Boston pada siang hari di bulan Januari. Jelaskan pilihan Anda

Jawab :

(b) Kota New York pada jam 1 siang

    Problem 21.71
Untuk mencegah pembentukan oksida, peroksida, dan superoksida, logam alkali terkadang disimpan dalam suasana lembam. Manakah dari gas berikut ini tidak boleh digunakan untuk lithium? Mengapa? Ne, Ar, N2, Kr.

Jawab :

Jawabannya adalah N2

Untuk mencegah pembentukan oksida, peroksida, dan superoksida, logam alkali terkadang disimpan dalam atmosfer lembam. N2 adalah inert, tidak bisa digunakan untuk lithium.

    Problem 22.73

Mengapa SF6 ada tetapi OF6 tidak ada? Jelaskan

Jawab :

Ada dua alasan. Elektronegativitas. Ada sejumlah besar muatan positif pada belerang di SF6, dan ini dimungkinkan karena perbedaan elektronegativitas yang besar antara belerang dan fluor. Oksigen dan fluor memiliki keelektronegatifan yang hampir sama, sehingga oksigen tidak dapat menyumbangkan kerapatan elektron yang cukup ke fluor untuk membentuk OF6.

    Problem 23.59

Apa perbedaan isomer geometri dan isomer optis

Jawab :

 Isomer geometri adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi struktur ruangnya berbeda sedangkan Isomer optis aktif terjadi pada senyawa karbon yang mengandung C kiral 

    Problem 24.38

Lengkapi persamaan berikut dan identifikasi produk

Jawab :

3HCOOH + CH3OH → 2HCOOCH + 3H2O

    Problem 25.28

Struktur Protein Sangat Bervariasi, Sedangkan Asam Nukleat Memiliki Struktur Yang Agak Seragam. Bagaimana Anda Memperhitungkan Perbedaan Besar Ini?

Jawab :

Dibandingkan dengan asam nukleat, yang tersusun dari banyak blok bangunan, komposisi protein jauh lebih sederhana. Asam nukleat memainkan peran penting dalam sintesis protein.

Read More

Latihan dan Kuis 10

Latihan dan Kuis 10

Latihan 10

Kelompok 1

• Loadcell biasa disebut juga sebagai…

a. Resistor

b. Transistor

c. Transducer

d. Relay

e. Op-amp

 

• Dari rangkaian ini, yang berfungsi sebagai trigger adalah…

a. saklar

b. potensiometer

c. baterai

d. LED

e. power

Kelompok 2

• Sensor gas MQ-2 ini dapat diatur sensitifitasnya dengan memutar…

a. generator

b. motor

c. transistor

d. trimpot

e. tegangan pada catu daya

• Sensor PIR merupakan sensor yang berbasis…

a. Infrared

b. IR filter

c. Pyroelectric

d. electric

e. komputer

Kelompok 3

• Tiap perubahan suhu sebesar 1 derajat celcius, sensor LM35 akan menghasilkan perubahan output sebesar … mv

a. -10

b. 10000

c. 1000

d. 100

e. 10

• Apabila suhu dibawah 25 derajat C dan sound sensor berlogika 1, maka motor dc akan….

a. berjalan

b. bergerak

c. nyala

d. mati

Kelompok 4

• Pada penempatannya, LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar …ºC

a. 0,1

b. 0,01

c. 0,001

d. 0,0001

e. 0,00001

• berapakah tegangan yang dibutuhkan agar transistor berfungsi ?

a. 0,7 V

b. 0,21 V

c. 0,31 V

d. 0,14 V

e. 0,12 V

Kelompok 5

• Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu, kecuali…

a. lensa fresnel

b. IR filter

c. amplifier

d. emitor

e. komparator

• Berdasarkan prinsip kerja dari rangkaian diatas seberapa besar tegangan yang diperkuat oleh op-amp?

a.5 kali semula

b.4 kali semula

c.2 kali semula

d.3 kali semula

e.1.5 kali semula

Kelompok 6

• Berikut adalah karakteristik dari sensor HS-15P yaitu, kecuali…

a. Bekerja pada rating temperatur 0°C sampai dengan 50°C

b. Bekerja pada rating kelembaban 20 % sampai dengan 100 % RH

c. Tegangan kerja adalah tegangan AC 1 Vrms

d. Frekuensi kerja adalah 50Hz sampai dengan 10 KHz

e. Konsumsi daya adalah 0,3 mW

• Komponen apa yang membantu LED menyala pada rangkaian?

a. DC voltmeter

b. ground

c. transistor

d. resistor

e. Op-amp

Kelompok 7

• Berikut yang bukan termasuk jenis dari logic gates (gerbang logika) adalah…

a. Gerbang AND

b. Gerbang OR

c. Gerbang NOT

d. Gerbang NAND

e. Gerbang ORX

• Usaha listrik suatu penerangan yang memerlukan arus sebesar 2 A dan tegangan 120 volt selama 6 jam adalah..

a. 0,44 Kwh
b. 2,44 Kwh
c. 1,44 Kwh
d. 14,4 Kwh

e. 22,4 Kwh

Kelompok 8

• Fungsi dari sensor hujan adalah…

a. untuk menghitung debit air hujan yang turun

b. untuk mendeteksi terjadinya hujan

c. untuk mendeteksi dimana hujan terjadi

d. untuk mendeteksi seberapa deras hujan

e. untuk mencegah terjadinya hujan

• Pada rangkaian pendeteksi adanya air pada reaksi kimia komponen yang digunakan adalah sebagai berikut, kecuali…

a. Resistor

b. Voltmeter

c. Potensiometer

d. LED

e. dioda

Kelompok 9

• Apabila sensor gas MQ-5 tidak mendeteksi adanya gas maka yang akan terjadi adalah…

a. flame sensor mendeteksi adanya gas

b. motor dc menyala

c. buzzer menyala

d. buzzer tidak menyala

e. flame sensor mendeteksi adanya api

• Rentang frekuensi khusus adalah sekitar

a. 4,3 – 4,4 μm

b. 4,1 – 4,2 μm

c. 3,9 – 4,0 μm

d. 3,7- 3,8 μm

e. 3,5 - 3,6 μm

Kelompok 10

• Ketika Sensor berlogika 1 maka ...

a. Terdeteksi adanya asap

b. Terdeteksi adanya air

c. Terdeteksi adanya perubahan suhu

d. Terdeteksi adanya suara

e. Terdeteksi adanya api

• Komponen listrik yang mengendalikan sirkuit tegangan tinggi namun membutuhkan bantuan berupa sinyal tegangan rendah adalah…

a.  Transistor

b. Relay

c.  Kapasitor

d. Motor DC

e. Resistor

 

Kuis 10

Kelompok 11

• Fungsi dari logic toggle adalah…

a. menghambat atau membatasi aliran listrik

b. sumber energi

c. untuk memutus atau menghubungkan alur energy yang menyambung ke IC

d. untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari kolektor ke imitor

e. untuk menggerakan kontraktor yang tersusun

• Dari rangkaian jemuran otomatis ini, jemuran akan naik apabila…

a. ketika motor aktif

b. ketika relay tidak aktif

c. ketika tidak ada cahaya matahari

d. ketika arus tidak menuju ke kolektor

Kelompok 12

• Pada rangkaian ini, fungsi relay adalah sebagai…

a. sebagai hambatan

b. sebagai power supply

c. sebagai sumber arus

d. sebagai saklar

e. sebagai sumber tegangan

• Transistor tipe apa yang digunakan pada rangkaian…

a. UJT

b. MOSFET

c. NPN

d. PNP

e. JFET

Kelompok 13

• Transduser yang berfungsi untuk mengukur percepatan, mendeteksi dan mengukur getaran, atau mengukur percepatan akibat gravitasi bumi disebut…

a. diode laser

b. Thermocouple

c. PTC

d. accelerometer

e. NTC

• Pada rangkaian ini buzzer berfungsi sebagai…

a. sebagai penghantar

b. untuk mengatur arus

c. alarm atau penanda dari adanya gempa

d. untuk mengatur hambatan

e. untuk mengukur hambatan

Kelompok 14

• Komponen yang digunakan rangkaian pendeteksi logam pada bandara kecuali

A. dioda

B. resistor

C. relay

D. buzzer

E. potensiometer

• Berdasarkan rangkaian,dari relay arus akan dialirkan menuju?

a. Emitter

     b. Vcc

     c. ground

     d. Kolektor

     e.Tidak dialirkan

 

Kelompok 15

• Pada rangkaian ini, resistor dan LED dipasang secara…

a. seri

b. paralel

c. Sebagai hambatan

d. Sebagai sumber arus

e. Sebagai pemutus arus

• Saat tegangan mengalir dari out sensor ke base transistor, aliran listrik mengalir dari relay ke…

a. op amp

b. emitor

c. ground

d. resistor

e. potensiometer

 

Kelompok 16

• Sensor infrared yang digunakan pada rangkaian ini berfungsi untuk…

a. mendeteksi getaran

b. mendeteksi ada benda atau orang

c. mendeteksi hujan

d. mendeteksi gas

e. mendeteksi gempa

• Transistor yang digunakan pada rangkaian adalah…

a. BC546

b. BC545

c. BC549

d. BC548

e. BC547

Kelompok 17

• Perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion) pada rangkaian diatas adalah...

a. Relay

b. Kapasitor

c. Motor DC

d. Resistor 

e. Ground

• Fungsi baterai pada rangkaian pintu otomatis adalah...

A. Sebagai pengatur arus

B. Sebagai hambatan

C. Sebagai penanda arus

D. Sebagai penginputan logic

E. Sebagai sumber tegangan

 

Kelompok 18

• Peltier akan aktif bila suhunya … celcius

a. 11

b. 12

c. >14

d. <14

e. 13

• Fungsi peltier adalah…

a. sebagai power supply

b. sebagai sumber tegangan

c. sebagai pengatur arus

d. sebagai hambatan

e. sebagai termoelektrik

Kelompok 19

• Sensor LDR ini memerlukan energi…

a. potensial

b. panas

c. cahaya

d. kinetik

e. mekanik

• Logic States digunakan untuk?

     a. Sebagai sumber arus

     b. Memberi kesan estetik pada rangkaian

     c.  Mempercantik rangkaian

     d. Sebagai jimat pada sensor

     e. mengaktifkan sensor

 

Read More