HUKUM KIRCHHOFF

Hukum Kirchhoff merupakan salah satu hukum penting dalam elektronika yang berfungsi untuk menganalisis arus dan tegangan dalam suatu rangkaian elektronika.

Hukum Kirchhoff diperkenalkan oleh salah seorang ilmuwan dari Jerman bernama Gustav Robert Kirchhoff pada tahun 1845. Hukum Kirchhoff ada 2 yaitu Hukum Kirchhoff 1 (yang berkaitan dengan arah arus dalam sebuah percabangan rangkaian) dan Hukum Kirchhoff 2 (yang berkaitan dengan tegangan dalam sebuah rangkaian elektronika tertutup)

Hukum Kirchhoff 1

Hukum Kirchhoff 1 berbunyi :

“Besarnya arus total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut”

Hukum Kirchhoff 1 juga sering disebut dengan Hukum Arus Kirchhoff atau Kirchhoff’s Current Law (KCL) karena sering digunakan menganalisa arah arus dalam dalam sebuah percabangan rangkaian

Hukum Kirchhoff 2

Hukum Kirchhoff 2 berbunyi :

“Besarnya total tegangan dalam suatu rangkaian tertutup sama dengan nol”

Perbedaan antara Cuaca, Musim dan Iklim (Sebuah Definisi)

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendengar orang menyebutkan istilah Cuaca, Musim dan Iklim, namun banyak diantara kita yang masih bingung tentang defenisi dan perbedaan dari istilah dimaksud sehingga pemahaman dan penggunaannya sering rancu dan tertukar-tukar.

Cuaca, Musim dan Iklim pada dasarnya merupakan Kondisi Udara (Atmosfer) di suatu wilayah tertentu  yang meliputi suhu udara, intensitas sinar matahari, kelembaban udara, aliran angin dan sebagainya.

1.    CUACA : terdiri dari seluruh fenomena yang terjadi di atmosfer Bumi terjadi dalam waktu singkat dan terobservasi dalam beberapa hari. Cuaca terjadi karena suhu dan kelembaban yang berbeda antara satu tempat dengan tempat lainnya. Perbedaan ini bisa terjadi karena sudut pemanasan Matahari yang berbeda dari satu tempat ke tempat lainnya karena perbedaan lintang bumi.

Contoh cuaca adalah cerah, berawan dan hujan.

2.    MUSIM : Terjadi dalam waktu yang lebih lama daripada Cuaca dan terobservasi dalam hitungan Bulan. Musim merupakan salah satu pembagian utama tahun, biasanya berdasarkan bentuk iklim yang luas.

Biasanya dalam satu tahun ada empat musim : Musim Dingin, Musim Panas, Musim Gugur dan Musim Semi. Sedangkan di Indonesia yang merupakan Negara Tropis hanya terdapat dua musim : Musim Kemarau dan Musim Hujan.

3.    Iklim : Kondisi rata-rata cuaca berdasarkan waktu yang panjang untuk suatu lokasi di bumi atau planet lain dan terjadi dalam waktu yang lebih lama dari Musim dan terobservasi dalam hitungan Tahun.
Bumi dibagi dalam empat kondisi iklim : iklim tropis, iklim subtropis, iklim sedang dan iklim dingin (kutub).

Pengertian Rangkaian Listrik (Rangkaian Seri & Rangkaian Paralel)

Rangkaian Listrik merupakan sambungan dari bermacam-macam elemen listrik pasif seperti : resistor, kapasitor, inductor, yang disambungkan dengan sumber tegangan (bisa dengan melalui saklar ataupun tidak) untuk menghasilkan arus listrik. Arus listrik adalah aliran muatan listrik dari kutub positif (tegangan tinggi) ke kutub negative (tegangan rendah).

Berdasarkan mengalir tidaknya arus, rangkaian listrik dibagi menjadi 2 macam :

1.  Rangkaian Terbuka à susunan elemen listrik yang terputus sehingga arus listrik tidak mengalir

2. Rangkaian Tertutup àsusunan elemen listrik yang tersambung dan menyebabkan arus listrik mengalir.

Berdasarkan susunan elemen listrik yang terdapat dalam rangkaian, rangkaian listrik dibagi menjadi :

1. Rangkaian Seri à Suatu rangkaian listrik yang disusun secara berurutan tanpa cabang. Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.

Rangkaian seri mempunyai ciri antara lain : arus yang melewati setiap elemen mempunyai besar yang sama, jika salah satu beban/elemen dalam rangkaian terputus maka aliran arus akan terhenti, sumber tegangan dituntun selalu dalam keadaan prima untuk menanggulangi resiko adanya loss

2. Rangkaian Paralel àSuatu rangkaian yang merupakan susunan alat-alat listrik yang dipasang secara bercabang.

Rangkaian seri mempunyai ciri antara lain : tegangan disetiap beban/elemen besarnya sama dengan tegangan sumber, tiap-tiap cabang pada rangkaian paralel merupakan rangkaian individu artinya arus pada masing-masing cabang sangat tergantung pada tahanan masing-masing cabang.

3. Rangkaian Campuran (Seri – Paralel) àmerupakan gabungan dari rangkaian listrik seri dan rangkaian listrik parelel

Pengenalan Process Control

Proses Suatu rangkaian yang berkaitan yang berfungsi untuk melakukan transformasi materi atau bahan baku (input) menjadi produk tertentu (output) dengan penambahan atau pelepasan energi.

Control Rangkaian kegiatan untuk menjaga kondisi yang diinginkan pada suatu sistem fisik melalui pengaturan variable – variable tertentu.

Process Control Kegiatan untuk menjaga kondisi yang diinginkan pada suatu sistem fisik yang mentransformasi input menjadi output melalui pengaturan variable tertentu pada sistem tersebut termasuk gangguan yang mungkin akan muncul dan mempengaruhi sistem tersebut, baik secara manual maupun otomatis.

Contoh sederhana process control secara manual pada pengontrolan suhu.

Dari contoh di atas ada beberapa istilah yang perlu dipahami :

      a. Tujuan Pengontrolan (Set Point) àMenjaga suhu Air yang keluar dari tanki

      b. Variabel yang dicontrol (Controled Variable) àSuhu Air yang keluar dari tanki

      c. Variabel Manipulasi (Manipulated Variable) à Laju aliran steam yang masuk ke tanki

      d. Actuator  Valve

      e. Sensor  Temperature Indicator

      f. Controller  Manusia / Operator

      g. Gangguang Fluktuasi Suhu Cold Water yang masuk ke tanki

Dalam process control close loop ada beberapa komponen :

      a. Proses

      b. Sensor / Transmitter

      c. Actuator

      d. Controller

Komponen diatas harus ada dan berfungsi agar tujuan process control dapat tercapai. Susunan dari komponen dimaksud dapat digambarkan dalam Loop Diagram seperti berikut :

Process Control bertujuan untuk :

      1. Keamanan proses

      2. Efesiensi proses

      3. Keselamatan lingkungan

      4. Memaksimalkan keuntungan

      5. Batasan operasi sistem

Defenisi dan Aplikasi Sistem Pengukuran

Pengukuran merupakan suatu kegiatan untuk menentukan nilai suatu besaran  dan membandingkannya dengan sesuatu yang telah ditentukan sebagai standard untuk mendapatkan nilainya dalam bentuk angka.

Berdasarkan definisi tersebut maka teknik pengukuran merupakan suatu metode yang digunakan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang setepat-tepatnya dan mengurangi timbulnya kesalahan-kesalahan pada saat dilakukan pengukuran itu sendiri.

Dalam ilmu instrumentasi, sistem pengukuran setidaknya memiliki minimal 3 (tiga) bagian yaitu :

1. Sensor merupakan input device

2. Signal Conditioner / Signal Modifier bagian yang bertugas melakukan pengolahan data atau sinyal yang diberikan oleh sensor

3. Output Devices Menampilkan informasi yang dihasilkan bagian pengolah data untuk ditampilkan sesuai dengan kebutuhan sistem

Dengan melakukan pengukuran kita dapat : 

1. Membuat gambaran melalui karakteristik suatu objek atau prosesnya

2. Mengadakan komunikasi antara perancang, pelaksana pembuatan, penguji mutu dan berbagai pihak lainnya

3. Memperkirakan hal – hal yang akan terjadi 

4. Melakukan pengendalian agar sesuatu yang akan terjadi dapat sesuai dengan harapan perancang.

Dalam dunia industri seperti industri petrokimia, oil & gas, makanan, dan sebagainya, ada beberapa jenis pengukuran yang sering ditemukan dan banyak digunakan yaitu :

1. Pengukuran Suhu (Temperatur)

2. Pengukuran Aliran (Flow)

3. Pengukuran Tekanan (Pressure)

4. Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan (Level)

1.1 Pengukuran Suhu (Temperature)

Suhu merupakan suatu besaran yang sangat penting untuk diukur dan dikontrol dalam proses industri. Perubahan suhu sangat mempengaruhi sifat dan karakteristik material, oleh sebab itu pengukuran dan pengontrolan suhu.

Adapun metode pengukuran suhu dapat dibagi dalam beberapa kategori antara lain :

a.      Bimetalic Thermometer

b.      Resitance Temperature Detector

c.       Ultrasonic Thermometer

d.      Radiation and Infrared Pyrometers

1.2 Pengukuran Aliran

Dalam aplikasi di dunia oil & gas, teknologi pengukuran aliran merupakan sesatu yang penting untuk mengukur jumlah produksi yang dihasilkan dalam setiap waktnya. Alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran ini disebut dengan flow meter. Selain berfungsi sebagai alat ukur, flow meter juga berfungsi sebagai alat monitoring yang membuat pekerjaan menjadi lebih mudah.

Adapun metode / alat yang digunakan untuk pengukuran aliran dapat dibagi dalam beberapa kategori antara lain :

a.      Differential Pressure Flowmeter

b.      Electromagnetic Flowmeter

c.       Orifice

d.      Coriolis Flowmeter

e.      Turbine Flowmeter

f.        Ultrasonic Flowmeter

g.      Venturi and Pitot Tubes

1.3 Pengukuran Tekanan (Pressure)

Tekanan merupakan salah besaran proses yang menjadi faktor penting terhadap sebuah reaksi baik fisika maupun kimia, karena pengaruhnya yang tinggi dalam proses industri maka besaran tekanan telah menjadi objek pembahasan dalam ilmu instrumentasi khususnya untuk zat dalam phasa cair, gas atau kombinasi keduanya.

Adapun metode / alat yang digunakan dalam pengukuran tekanan antara lain :

1.      Pressure Gauge

2.      Manometer

3.      Differensial Pressure Gauge

1.4 Pengukuran Tinggi Permukaan Cairan (Level)

Dalam dunia industri, pengukuran tinggi permukaan cairan bertujuan antara lain untuk :

a.      Pengontrolan jalannya proses

b.      Mencegah kerusakan equipment

c.       Mencegah kerugian akibat cairan bahan untuk proses industry yang terbuang.

Pengukuran di suatu industri mempunyai variasi yang cukup luas. Mulai dari bentuk yang sederhana, tipe mekanik, elektronik hingga metode radiasi nuklir dan ultrasonic. Pemilihan metode pengukuran level haruslah sesuai dengan aplikasi yang dibutuhkan.  Adapun metode pengukuran tinggi permukaan cairan pada tangki dan separator dapat dibagi dalam beberapa kategori :

a.      Slight Glass

b.      Hydrostatic Pressure Level Measurement

c.       Displacer Level Measurement

d.      Float Level Measurement

e.      Radar Level Measurement

f.        Ultrasonic Level Measurement

g.      Capacitance Level Measurement

Sebelum pengukuran dilakukan, secara administrative perlu dipersiapkan petunjuk pemakaian alat ukur, dokumen untuk mencatat hasil pengukuran serta tata letak dari alat yang digunakan untuk mengukur. Alat ukur yang digunakan perlu dilakukan pemeriksaan visual, fungsional dan unjuk kerja. Uji visual dimaksudkan untuk melihat kelngkapan alat ukur dan cacat yang dapat dilihat mata. Uji fungsional bertujuan untuk memeriksa tanggapan yang terjadi sebagai akibat input yang diberikan dengan mengubah posisi setiap tombol, dan apabila semua fungsi dapat bekerja, alat ukur tersebut dapat digunakan dengan catatan terdapat hasil uji unjuk kerja secara tertulis yang berupa laporan kalibrs atau sertifikat kalibrasi.