Pertemuan 1 - Review Kuliah Medan EM (2).pptx

33

1. Medan Elektromagnetik: Gelombang Datar oleh Shita Herfiah, M.T.

2. Outline Materi Pembahasan Parameter pada Gelombang Datar 5 Persamaan Gelombang Datar 4 Sifat Gelombang Datar 3 Phasor dan Real Time 2 Konsep Dasar Gelombang Datar 1 Outline Materi Pembahasan SUB CP-MK: Mahasiswa mampu memahami konsep persamaan Maxwell pada gelombang datar. Referensi: M. F. Iskander, Electromagnetic field and waves, Prentice-Hall, Inc 1992.

3. Konsep Gelombang Datar

4. Konsep Gelombang Datar Konsep Gelombang Datar Sederhananya, gelombang datar didefinisikan sebagai gelombang yang memiliki muka gelombang berbentuk bidang datar. Apa itu muka gelombang ? Muka gelombang adalah sebuah bidang dimana titik-titik pada bidang tersebut memiliki harga fasa dan magnitude yang sama .

5. Nilai E bergantung pada nilai R Konsep Gelombang Datar Q A B     Q A B     Bagaimana maksudnya? Menurut hukum Coulomb, Maka, berdasarkan Contoh 1: dan berdasarkan Contoh 2:

6. Perbedaan Gelombang Bola dan Gelombang Datar Konsep Gelombang Datar A B Muka gelombang akan berbentuk bidang bola , disebut spherical waves (bidang bola) Q A B     Untuk memiliki harga fasa dan magnitude yang sama nilai R harus sama sehingga membentuk sebuah bola dengan Q sebagai nukleusnya

7. Perbedaan Gelombang Bola dan Gelombang Datar Konsep Gelombang Datar Q A B     Apabila nilai R = ∞ maka muka gelombang akan membentuk bidang datar, sehingga disebut plane waves (bidang datar)

8. Gelombang datar terjadi jika daerah yang diamati berada pada tempat yang jauh dari sumber gelombang sehingga didaerah pengamatan tidak ada sumber , atau disebut dengan Free Space. Jadi, dimana gelombang datar terjadi? Konsep Gelombang Datar Apa itu contoh dari gelombang datar? Sinar Matahari Ada contoh lain? Kenapa harus mempelajari gelombang datar?

9. Pengaruh Gelombang Datar ke Hukum Maxwell Konsep Gelombang Datar Hukum Gauss untuk Medan Listrik Hukum Gauss untuk Medan Magnet Hukum Faraday Hukum Ampere Dari ke-empat persamaan ini, manakah yang ada kaitannya dengan sumber gelombang medan listrik dan medan magnet?

10. Pengaruh Gelombang Datar ke Hukum Maxwell Konsep Gelombang Datar Hukum Gauss untuk Medan Listrik Hukum Gauss untuk Medan Magnet Hukum Faraday Hukum Ampere sumber dari medan listrik dianggap = 0 sumber dari medan magnet dianggap = 0

11. Konsep Phasor dan Real Time

12. Meninjau kembali Hukum Maxwell pada Bidang Datar Konsep Phasor dan Real Time Hukum Gauss untuk Medan Listrik Hukum Gauss untuk Medan Magnet Hukum Faraday Hukum Ampere Merupakan turunan terhadap satuan waktu Merupakan turunan terhadap satuan waktu (1) (2) (3) (4)

13. Meninjau kembali Hukum Maxwell pada Bidang Datar Konsep Phasor dan Real Time Hukum Gauss untuk Medan Listrik Hukum Gauss untuk Medan Magnet Hukum Faraday Hukum Ampere Merupakan turunan terhadap satuan ruang Merupakan turunan terhadap satuan ruang Merupakan turunan terhadap satuan ruang Merupakan turunan terhadap satuan ruang Turunan terhadap satuan ruang dapat diformulasikan dengan:  

14. Hukum Maxwell Real Time Konsep Phasor dan Real Time Hukum Gauss untuk Medan Listrik Hukum Gauss untuk Medan Magnet Hukum Faraday Hukum Ampere (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

15. Perbedaan Intensitas Medan Listrik Real Time dan Phasor Konsep Phasor dan Real Time Merupakan intensitas medan listrik yang bergantung dengan ruang dan waktu , atau disebut dengan real time Merupakan intensitas medan listrik yang bergantung dengan ruang saja, atau disebut dengan phasor (9)

16. Apabila kita integrasikan intensitas medan listrik real time ke Hukum Maxwell, maka: Konsep Phasor dan Real Time Hukum Gauss untuk Medan Listrik (5) Hukum Gauss untuk Medan Magnet (6) Hukum Faraday (7) Hukum Ampere (8) (9) (10) (9) (11) (9) (12) (9) (13)

17. Kita turunkan kembali Hukum Maxwell yang bersifat Real Time menjadi Phasor: Konsep Phasor dan Real Time Hukum Gauss untuk Medan Listrik (10) Hukum Gauss untuk Medan Magnet (11) Hukum Ampere (13) Hukum Faraday (12) Kita bagi setiap sisi dengan (14) (15) (16) (17)

18. Sekarang kita sudah memiliki Hukum Maxwell yang bersifat Real Time dan Phasor Konsep Phasor dan Real Time Hukum Gauss untuk Medan Listrik Hukum Gauss untuk Medan Magnet Hukum Faraday Hukum Ampere (1) (2) (3) (4) Hukum Maxwell dalam bentuk Real Time Hukum Maxwell dalam bentuk Phasor (14) (15) (16) (17)

19. Pengaruh Gelombang Datar ke Hukum Maxwell (bentuk Real Time dan Phasor) Review Hukum Faraday Hukum Ampere Hukum Maxwell dalam bentuk Real Time Hukum Maxwell dalam bentuk Phasor Hukum Gauss untuk Medan Listrik Hukum Gauss untuk Medan Magnet

20. Sifat Gelombang Datar

21. Hukum Faraday dalam bentuk Phasor Sifat Gelombang Datar Berdasarkan Hukum Faraday dalam bentuk Phasor adalah: Kita mengetahui bahwa: Maka:

22. Kita mengetahui bahwa R1= ∞ , sehingga berdasarkan hukum coulomb: X y z Sifat Gelombang Datar Q D   Koordinat sumbu x titik D tidak sama dengan titik E, maka: Sehingga E  

23. X y z Sifat Gelombang Datar Q D E     Tinjau koordinat sumbu y maka: Sehingga Begitupun apabila ada area observasi di titik F F

24. X y z Sifat Gelombang Datar Q D E     Sehingga Bagaimana dengan sumbu z ? G Asumsikan ada titik G di posisi berikut, maka:

25. Hukum Faraday dalam bentuk Phasor Sifat Gelombang Datar Dari sifat Gelombang Datar tersebut, kita implementasikan ke Hukum Faraday dalam bentuk Phasor , maka: maka

26. Hukum Faraday dalam bentuk Phasor Sifat Gelombang Datar (1) (2) (3)

27. Hukum Ampere dalam bentuk Phasor Hukum Ampere dalam bentuk Phasor adalah: Sifat Gelombang Datar Kita mengetahui bahwa: Kita juga mengetahui bahwa: Maka:

28. Hukum Ampere dalam bentuk Phasor Sifat Gelombang Datar (4) (5) (6)

29. Sifat Gelombang Datar Sifat Gelombang Datar Hukum Faraday Hukum Ampere (1) (2) (3) (4) (5) (6) Parameter-parameter yang saling berhubungan: (1) dan (5) (2) dan (4) (3) dan (6) dan dan Tidak ada komponen medan listrik dan medan magnet yang searah dengan arah rambat gelombang Kesimpulan: Arah rambat gelombang

30. Sifat Gelombang Datar Arah rambat gelombang X y z              

31. Persamaan Gelombang Datar

32. Merupakan persamaan orde 2 Persamaan Gelombang Datar pada Medan Listrik Persamaan Gelombang Datar (2) Kita turunkan sekali lagi terhadap z sehingga: Merupakan persamaan (4), dimana: sehingga:

33. Persamaan Gelombang Datar pada Medan Listrik Persamaan Gelombang Datar Solusi persamaan orde 2: Dimana: Konstanta phasa Dimana: sehingga Amplitudo gelombang merambat ke arah sumbu z+ Amplitudo gelombang merambat ke arah sumbu z- Perlu digambarkan gelombang datar dalam bentuk real time

34. Penurunan Persamaan Gelombang Datar pada Medan Listrik dalam bentuk Real Time Persamaan Gelombang Datar Persamaan gelombang datar pada medan listrik dalam bentuk phasor Diubah menjadi bentuk real time: Amplitudo gelombang merambat ke arah sumbu z+

35. Persamaan Gelombang Datar pada Medan Magnet Persamaan Gelombang Datar (2)

36. Persamaan Gelombang Datar pada Medan Magnet Persamaan Gelombang Datar = impedansi lntrinsik = 120 𝜋 = 377 ohm

37. Parameter Gelombang Datar

38. Parameter Gelombang Datar Parameter Gelombang Datar Konstanta phasa Dimana: sehingga Impedansi intrinsik gelombang = impedansi listrik = 120 𝜋 = 377 ohm Panjang gelombang ( 𝜆 ) Kecepatan phasa

39. Parameter Gelombang Datar Panjang Gelombang Jarak z dimana perbedaan phasa antara 1 titik dengan titik lainnya adalah 2 𝜋

40. Kesimpulan

41. Kesimpulan Gelombang datar terjadi jika daerah pengamatan jauh dari sumber, sehingga bisa disebut tidak ada sumber dan daerah ini biasa dikenal dengan free space Sifat dari gelombang datar adalah Persamaan medan listrik di ruang hampa adalah Persamaan medan magnet dan medan listrik dihubungkan dengan persamaan Parameter pada gelombang datar adalah konstanta phasa, impedansi intrinsik, panjang gelombang dan kecepatan phasa Arah rambat gelombang Kesimpulan

42. Kuis

43. Kuis Kuis Tentukan konstanta phasa , panjang gelombang , dan persamaan medan magnet real time , jika diketahui gelombang datar dengan persamaan medan listrik yang merambat di ruang bebas (free space) sebagai berikut: Solusi: Konstanta phasa Dimana: sehingga panjang gelombang persamaan medan magnet real time

44. Terima kasih “A well-educated mind will always have more questions than answers.” - Helen Keller