makalah fisika gelombang elektronik by Agung

Kata Pengantar

                    “Om swastyastu”

uji syukur penulis panjatkan kehadapan tuhan yang maha Esa, karena berkat beliaulah penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak menemukan kesulitan, hal tersebut disebabkan karena kurangnya ilmu pengetahuan dan kurang optimal dalam memanfaatkan sarana prasarana serta fasilitas yang ada. Namun berkat bimbingan dan bantuan beberapa guru dan teman-teman, penulis bisa menyusun makalah ini dengan sebaik-baiknya walaupun banyak kekurangan dalam makalah ini.

Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada para guru dan teman-teman X^A yang telah membantu dan memberikan petunjuk hingga selesainya makalah ini.

          Penulis menyadari, sebagai siswa belum begitu tahu dan ahli dalam bidang penyusunan makalah ini,serta perlu belajar lebih banyak lagi. Penulis mengharapkan kritik dan sarannya demi sempurnanya makalah ini dan dapat bermanfaat bagi orang banyak.

          “Om santih, santih, santih Om”.

                                                                      Semarapura, Pebruari 2011

Daftar isi

KATA PENGANTAR .................................................................................................       1

DAFTAR ISI ................................................................................................................ 2

BAB  1       PENDAHULUAN.....................................................................................  3

1.1   Latar belakang ........................................................................................... 3

1.2   Tujuan ......................................................................................................... 3

1.3   Manfaat ....................................................................................................... 3

1.4   Landasan teori............................................................................................. 3

1.5   Rumusan masalah ...................................................................................... 8

BAB  2       PEMBAHASAN .......................................................................................... 8

BAB  3       KESIMPULAN ...........................................................................................13

            3.1  Kesimpulan...................................................................................................13

            3.2  Saran............................................................................................................. 13

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 14

BAB I

Pendahuluan

1.1           Latar Belakang

Di era globalisasi saat ini, banyak sekali teknologi-teknologi modern yang sangat canggih. Sebagai contoh kini telah terdapat banyak alat komunikasi dan informasi yang menggunakan gelombang elektromagnet dalam proses pengoprasiannya contohnya, televisi, radio, handphone, telephone, modem untuk internet, komputer dll.

Telah kita ketahui bahwa gelombang elektromagnet banyak dimanfaatkan pada saat ini bahkan gelombang elektromagnet banyak dimanfaatkan didalam satelit angkasa.

Dalam hal ini saya akan membahas beberapa penerapan aplikasi gelombang elektromagnetik pada gelombang televisi, gelombang radio dan gelombang sinyal handphone. Disini saya akan membahas tentang pengaruh gelombang elektromagnetik pada gelombang televisi yang berpengaruh pada benda lain yang memiliki gelombang elektromagnetik berbeda dan pada benda yang mengandung medan magnetik serta pengaruh gelombang televisi dengan gelombang radio.

1.2                     Tujuan

Makalah ini penulis buat dengan tujuan untuk dapat membantu kita dalam menghadapi permasalahan sehari-hari mengenai gelombang elektromaknetik serta pengaruhnya terhadap benda lain yang mempunyai medan magnet dan gelombang elektromagnetik yang lain seperti gelombang radio, gelombang tv, sinyal hp dan lain-lain.

1.3           Manfaat

Manfaat dari penulisan makalah ini yaitu:

a.       kita dapat mengetahui apa itu gelombang elektromagnetik

b.      kita dapat  mengetahui jenis dan contoh-contoh penerapan gelombang elektromagnetik pada kehidupan sehari-hari

c.       kita dapat mengetahui pengaruh gelombang elektromagnetik yang satu dengan gelombang elektromagnetik yang lainnya serta kekurangan dan kelebihan yang dimiliki oleh masing-masing gelombang elektromagnetik tersebut.

d.      Kita dapat  mengetahui pengaruh medan magnet terhadap gelombang elektromagnetik

1.4    Landasan Teori

Pada dasarnya radiasi gelombang elektomagnetik terdiri dari beberapa gelombang dengan frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda, tetapi mempunyai kelajuan yang sama, yaitu kira-kira 3 x 10_­⁸ m/s. Gelombang-gelombang elektromagnetik dengan frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda tersebut disebut dengan  “spektrum”, yang terdiri dari gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, dan sinar Gamma. Rentang spektrum gelombang elektromagnetik ditunjukkan oleh gambar sebagai berikut.

            Semua rentang spektrum gelombang elektromagnetik  memenuhi hubungan dalam persamaan berikut ini.

	c = ƛ.f

 

Dimana            :

            c = laju gelombang elektromagnetik (3 x 10⁸ m/s)

            ƛ = panjang gelombang (m )

            f  = frekuensi (Hz)

1.      Gelombang Radio

Suatu rangkaian elektronika yang biasanya disebut dengan osilator dapat membangkitkan gelombang radio yang dapat dipancarkan dan diterima dengan menggunakan alat yang disebut antena. Gelombang radio dapat dibedakan berdasarkan rentang frekuensi dan panjang gelombangnya.

            Berdasarkan rentang frekuensi , gelombang radio dibedakan menjadi frekuensi rendah (30 kHz-300 kHz), frekuensi sedang (300 kHz-3 MHz), frekuensi tinggi  (3 MHz-30MHz), frekuensi sangat tinggi (30MHz- 300MHz), frekuensi ultra tinggi (300Mhz-3GHz), dan frekuensi super tinggi (lebih besar dari 3GHz). Sedangkan ,berdasarkan panjang gelombangnya, gelombang radio dibedakan menjadi gelombang panjang (1500 m), gelombang sedang (300 m), gelombang pendek (30 m), gelombang sangat pendek (3m), gelombang ultra pendek (30 cm), dan gelombang mikro (3 cm).

            Gelombang radio banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, seperti komunikasi jarak jauh, radar, satelit komunikasi, telepon dan saluran TV. Gelombang radio yang digunakan dalam komunikasi adalah gelombang sedang (frekuensinya sekitar 1 MHz), gelombang  UHF dan gelombang VHF.

            Gelombang sedang dapat dipantulkan oleh lapisan atmosfer bumi , yaitu pada lapisan ionosfer, sehingga informasi yang dibawa oleh gelombang medium dapat mencapai tempat-tempat yang jauh dari pemancar.

                        Gambar 1.1 pemantulan gelombang radio

            Informasi yang dibawa oleh gelombang sedang adalah dalam bentuk modulasi amplitudo yang lebih dikenal dengan  gelombang AM (Amplitudo Modulation). Jika gelombang sedang dapat dipantulkan  oleh lapisan atmosfer, tetapi gelombang UHF dan gelombang VHF tidak dapat dipantulkan. Berdasarkan hal tersebut, maka gelombang UHF dan VHF mempunyai jangkauan yang lebih sempit dibandingkan dengan gelombang sedang.

                        Gambar 1.2 gelombang  radio UHV dan VHF yang tidak dipantulkan

            Karena tidak dipantulkan oleh lapisan atmosfer maka gelombang UHF dan VHF digunakan sebagai alat komunikasi dengan satelit-satelit . Penggunaan paling umum dari gelombang UHF adalah sebagai pembawa informasi pada pesawat televisi,sedangkan gelombang VHF digunakan sebagai pembawa informasi pada radio FM

            Informasi yang dibawa oleh gelombang UHF dan VHF terdapat  dalam bentuk modulasi frekuensi dan lebih dikenal dengan gelombang FM (frekuency Modulation).

            Kelebihan gelombang AM adalah mempuyai jangkauan lebih luas tetapi kelemahannya adalah informasi suara yang dihasilkan tidak jelas (berisik), sedangkan kelebihan gelombang FM adalah menghasilkan informasi suara yang lebih jelas dan merdu (bebas dari pengaruh kelistrikan dan kemagnetan ), tetapi jangkauan gelombang FM lebih sempit.

2.      Gelombang Televisi

            Gelombang televisi merambat secara lurus dan tidak dipantulkan oleh lapisan atmosfer , sehingga mempunyai jangkauan yang sempit. Berdasarkan hal tersebut maka untuk menangkap siaran televisi dari suatu pemancar diperlukan antena dan untuk mencapai daerah yang jauh , maka dibuat stasiun pemancar penghubung. Untuk dapat menangkap sebuah siaran televisi, maka kita harus menggunakan  sebuah alat pemancar yang disebut antena.

            Apakah Antena itu? Secara sederhana, antena adalah alat untuk mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik, bergantung kepada pemakaian dan penggunaan frekuensinya, antena bisa berwujud berbagai bentuk, mulai dari seutas kabel, dipole, ataupun yagi, dsb. Antena adalah alat pasif tanpa catu daya(power), yang tidak bisa meningkatkan kekuatan sinyal radio, dia seperti reflektor pada lampu senter, membantu mengkonsentrasi dan memfokuskan sinyal.

Kekuatan dalam mengkonsentrasi dan memfokuskan sinyal radio, satuan ukurnya adalah dB. Jadi ketika dB bertambah, maka jangkauan jarak yang bisa ditempuhpun bertambah. Jenis antena yang akan dipasang harus sesuai dengan sistem yang akan kita bangun, juga disesuaikan dengan kebutuhan penyebaran sinyalnya. Secara umum ada dua jenis antena yaitu :

1. Directional
2. Omni Directional

Fungsi

         Fungsi antena adalah untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya (Pelepasan energy elektromagnetik ke udara / ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (Penerima energy elektromagnetik dari ruang bebas ) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada radar atau sistem komunikasi satelit, sering dijumpai sebuah antena yang melakukan kedua fungsi (peradiasi dan penerima) sekaligus. Namun, pada sebuah teleskop radio, antena hanya menjalankan fungsi penerima saja.

Karakter antena

          Ada beberapa karakter penting antena yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis antena untuk suatu aplikasi (termasuk untuk digunakan pada sebuah teleskop radio), yaitu pola radiasi, directivity, gain, dan polarisasi. Karakter-karakter ini umumnya sama pada sebuah antena, baik ketika antena tersebut menjadi peradiasi atau menjadi penerima, untuk suatu frekuensi, polarisasi, dan bidang irisan tertentu. Misalnya, David Welkinson (0806322514) ingin membeli antena maka untuk mendapatkan antena yang sesuai dengan fungsi yang dinginkan, ia harus memimilih antena dengan karakter yang sesuai dengan fungsi yang dia inginkan.

• Pola radiasi

         Pola radiasi antena adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah antena, atau plot 3-dimensi tingkat penerimaan sinyal yang diterima oleh sebuah antena. Pola radiasiantena dibentuk oleh dua buah pola radiasi berdasar bidang irisan, yaitu pola radiasi pada bidang irisan arah elevasi (pola elevasi) dan pola radiasi pada bidang irisan arah azimuth (pola azimuth).

         Kedua pola di atas akan membentuk pola 3-dimensi. Pola radiasi 3-dimensi inilah yang umum disebut sebagai pola radiasi antena dipol. Sebuah antena yang meradiasikan sinyalnya sama besar ke segala arah disebut sebagai antena isotropis. Antena seperti ini akan memiliki pola radiasi berbentuk bola Namun, jika sebuah antena memiliki arah tertentu, di mana pada arah tersebut distribusi sinyalnya lebih besar dibandingkan pada arah lain, maka antena ini akan memiliki directivity Semakin spesifik arah distribusi sinyal oleh sebuah antena, maka directivity antena tersebut.

         Antena dipol termasuk non-directive antenna. Dengan karakter seperti ini, antena dipol banyak dimanfaatkan untuk sistem komunikasi dengan wilayah cakupan yang luas. Pada astronomi radio, antena dipol digunakan pada teleskop radio untuk melakukan pengamatan pada rentang High Frekuensi (HF). Bentuk data yang dapat diperoleh adalah variabilitas intensitas sinyal yang dipancarkan oleh sebuah objek astronomi. Namun, karena antena dipol tidak memiliki directivity pada arah tertentu, teleskop radio elemen tunggal yang menggunakan antena jenis ini tidak dapat digunakan untuk melakukan pencitraan.

• Gain

        Gain (directive gain) adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena mengarahkan radiasi sinyalnya, atau penerimaan sinyal dari arah tertentu. Gain bukanlah kuantitas yang dapat diukur dalam satuan fisis pada umumnya seperti watt, ohm, atau lainnya, melainkan suatu bentuk perbandingan. Oleh karena itu, satuan yang digunakan untuk gain adalah desibel.

• Polarisasi

         Polarisasi didefinisikan sebagai arah rambat dari medan listrik. Antena dipol memiliki polarisasi linear vertikal . Mengenali polarisasi antena amat berguna dalam sistem komunikasi, khususnya untuk mendapatkan efisiensi maksimum pada transmisi sinyal. Pada astronomi radio, tujuan mengenali polarisasi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah objek astronomi adalah untuk mempelajari medan magnetik dari objek tersebut.

          Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pola radiasi, yang pertama adalah Half-power Beamwidth (HPBW), atau yang biasa dikenal sebagai beanwidth suatu antena. Dalam astronomi radio, beamwidth adalah resolusi spasial dari sebuah teleskop radio, yaitu diameter sudut minimun dari dua buah titik yang mampu dipisahkan oleh teleskop radio tersebut. Secara teori, beamwidth untuk antena yang berbentuk parabola dapat ditentukan.

Antena Directional

           Antena jenis ini merupakan jenis antena dengan narrow beamwidth, yaitu punya sudut pemancaran yang kecil dengan daya lebih terarah, jaraknya jauh dan tidak bisa menjangkau area yang luas, antena directional mengirim dan menerima sinyal radio hanya pada satu arah, umumnya pada fokus yang sangat sempit, dan biasanya digunakan untuk koneksi point to point, atau multiple point, macam antena direktional seperti antena grid, dish "parabolic", yagi, dan antena sectoral.

Antena Omni-Directional

           Antena ini mempunyai sudut pancaran yang besar (wide beamwidth) yaitu 3600; dengan daya lebih meluas, jarak yang lebih pendek tetapi dapat melayani area yang luas Omni antena tidak dianjurkan pemakaian-nya, karena sifatnya yang terlalu luas se-hingga ada kemungkinan mengumpulkan sinyal lain yang akan menyebabkan inter-ferensi. antena omnidirectional mengirim atau menerima sinyal radio dari semua arah secara sama, biasanya digunakan untuk koneksi multiple point atau hotspot.

             Sekarang ini sudah banyak tersedia berbagai macam tipe antena tv seperti, Antena

Omnidirectional, Antena Grid, antena parabola, dan antena sektoral. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan . Umumnya antena jenis parabola lebih banyak dipakai oleh masyarakat karena dapat menangkap siaran lebih banyak dari antena jenis lainnya,tetapi harganya lebih mahal dari pada antena lainnya.

1.5  Rumusan Masalah

1.      Bagaimana pengaruh gelombang  televisi terhadap benda yang mempunyai medan magnet (handphone) ?

2.      Mengapa siaran tv  tidak dapat dideteksi atau ditangkap oleh gelombang tv jika antennya berada didaerah lembah ?

3.      Mengapa antena jenis parabola lebih banyak dapat menangkap siaran televisi bahkan sampai siaran televisi luar negeri dibandingkan dengan jenis antena biasa?

Bab II

         Pembahasan

2.1  Bagaimanakah Pengaruh gelombang  televisi terhadap benda yang mempunyai medan magnet ( pada handphone) ?

            Di saat sekarang ini, teknologi dan komunikasi berkembang sangat pesat. Terbukti dengan adanya berbagai macam alat yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik dalam pengoperasiannya. Seperti televisi, radio dan hp.

            Namun kita tidak menyadari bagaimana pengaruh gelombang elektromagnetik yang satu dengan yang lainnya yang mempunyai medan magnet khususnya gelombang televisi terhadap medan magnet pada gelombang hp.

            Gelombang televisi sangat berpengaruh terhadap medan magnet pada gelombang hp.

Jika kita menaruh hp pada televisi dengan yang dekat, kemudian tv dan hp dalam keadaan hidup pas ada panggilan masuk atau sms maka siaran televisi menjadi gerimis seperti ada sinyal yang bertabrakan dan menghalangi gelombang dari pada televisi tersebut. setelah beberapa jam dibiarkan di dekat televisi yang sedang hidup , kemudian kita mencoba untuk melakukan panggilan keluar atau mendengarkan musik maka suara dari speaker hp agak terganggu seperti speaker yang rusak dan khualitas suara yang dihasilkan menjadi kurang jelas. Hal tersebut disebabkan oleh gelombang tv yang memantul dan mengenai medan magnet pada hp, kemudian medan magnet bereaksi dan menimbulkan medan magnet yang besar sehingga brpengaruh pada speaker hp tersebut.

2.2  Mengapa siaran tv  tidak dapat dideteksi atau ditangkap oleh gelombang tv jika antennya berada didaerah lembah ?

            Untuk bisa menangkap siaran televisi kita harus menggunakan antena sebagai penangkap gelombang. Untuk itu antena perlu ditaruh dalam posisi sedemikian rupa agar dapat menangkap siaran televisi dengan maksimal dan kualitas gambar yang dihasilkan bagus.

            Mengapa jika kita menaruh aau menempatkan ntena pada tempat atau daerah lembah siaran televisi menjadi gerimis bahkan tidak nampak gambar sedikitpun di layar televisi kita?

Hal tersebut disebabkan karena antena tidak dapat mendeteksi dan menangkap gelombang dari televisi tersebut. Kesulitan antena menangkap gelombang tv yang  ditempatkan didaerah lembah karena gelombang terhalangi oleh bukit-bukit atau gunung yang lebih tinggi dari pada sinyal pemancar gelombang televisi tersebut. Untuk itu antena harus ditempatkan didaerah yang dekat dan terjangkau oleh pemancar gelombang tv  tersebut. Setidaknya antena ditempatkan agak tinggi dari dari rumah karena tembok dan atap rumah juga dapat mempengaruhi gelombang televisi .

2.3  Mengapa antena jenis parabola lebih banyak dapat menangkap siaran televisi bahkan sampai siaran televisi luar negeri dibandingkan dengan jenis antena biasa?

Kita telas mengetahui bahwa saat ini banyak terdapat jenis dan tipe dari antena. Masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan dan mengapa antena jenis parabola dapat menagkap siaran lebih banyak dibandingkan antena jenis lain? Hal tersebut disebabkan oleh kelebihan dan kekurangan dari masing-masing antena serta fungsinya yaitu sebagai berikut.

1. Antena Omnidirectional


            Sebuah antena Omnidirectional adalah antena daya sistem yang memancar secara seragam dalam satu pesawat dengan bentuk pola arahan dalam bidang tegak lurus. This pattern is often described as "donut shaped". Pola ini sering digambarkan sebagai "donat berbentuk". Omnidirectional antenna can be used to link multiple directional antenna in outdoor point-to-multipoint communication systems including cellular phone connections and TV broadcasts. Antena Omnidirectional dapat digunakan untuk menghubungkan beberapa antena directional di outdoor point-to-multipoint komunikasi systems termasuk sambungan telepon selular dan siaran TV.

            Antena omni mempunyai sifat umum radiasi atau pancaran sinyal 360-derajat yang tegak lurus ke atas. Omnidirectional antena secara normal mempunyai gain sekitar 3-12 dBi. Yang digunakan untuk hubungan Point-To-Multi-Point ( P2Mp) atau stu titik ke banyak titik di sekitar daerah pancaran. Yang baik bekerja dari jarak 1-5 km, akan menguntungkan jika client atau penerima menggunalan directional antenna atau antenna yang ter arah.

Yang ditunjukkan di bawah adalah pola pancaran khas RFDG 140 omnidirectional antena. Radiasi yang horisontal dengan pancaran 360-derjat. Radiasi yang horisontal pada dasarnya E-Field.yang berbeda dengan, polarisasi yang vertikal adalah sangat membatasi potongan sinyal yang di pancarkan. Antena ini akan melayani atau hanya memberi pancaran sinyal pada sekelilingnya atau 360 derjat, sedamgkan pada bagian atas antena tidak memiliki sinyal radiasi.

Pola radiasi dari antenna Omni

2. Antena Grid


       Antena ini merupakan salah satu antena wifi yang populer. Sudut pola pancaran antena ini lebih fokus pada titik tertentu sesuai pemasangannya

3. Antena Parabolik

– Dipakai untuk jarak menengah atau jarak jauh
– Gain-nya bisa antara 18 sampai 28 dBi

Pola radiasi dari antena Parabolik

Kelebihan antenna parabola

• Dapat digunakan untuk menerima 3 satellite sekaligus tanpa harus menggerakkan antenna.
• Dapat menampilkan gambar dari semua TV dari satelit yang ditangkap dalam sekejap.
• Kondisi permanent sehingga tidak gampang goyah terhadap posisi.
• Signal quality dapat maksimum

Kekurangan antenna parabola

• Tidak dapat digunakan menangkap satelit lebih dari 5
• Membutuhkan lebih banyak LNBF
• Channel yang diterima lebih sedikit

4. Antena Sectoral

          Antena Sectoral hampir mirip dengan antena omnidirectional. Yang juga digunakan untuk Access Point to serve a Point-to-Multi-Point (P2MP) links. Beberapa antenna sectoral dibuat tegak lurus , dan ada juga yang horizontal.
Antena sectoral mempunyai gain jauh lebih tinggi dibanding omnidirectional antena di sekitar 10-19 dBi. Yang bekerja pada jarak atau area 6-8 km. Sudut pancaran antenna ini adalah 45-180 derajat dan tingkat ketinggian pemasangannya harus diperhatikan agar tidak terdapat kerugian dalam penangkapan sinyal.

 

   Pola pancaran yang horisontal kebanyakan memancar ke arah mana antenna ini di arahkan sesuai dengan jangkauan dari derajat pancarannya, sedangkan pada bagian belakang antenna tidak memiliki sinyal pancaran.

Antenna sectoral ini jika di pasang lebih tinggi akan menguntungkan penerimaan yang baik pada suatu sector atau wilayah pancaran yang telah di tentukan.

Pola radiasi dari antena Sektoral

           Karena antena jenis parabola memiliki kelebihan yang lebih dibandingkan antena yang lain maka banyka orang yang menggunakannya. Kualitas gambar yang dihasilkan juga bagus dan halus serta susara yang nyaring.

Bab III

Kesimpulan

3.1  Kesimpulan

Dari pembahasan diatas penulis dapat menyimpulkan  sebagai berikut.

1.      Gelombang televisi dapat mempengaruhi medan magnet pada hp dan dapat merusak kualitas pada speaker hp.

2.      Gelombang televisi tidak dapat dideteksi dan ditangkap oleh antena jika ditempatkan didaerah lembah

3.      Antena jenis parabola banyak digunakan oleh manusia karena mempunyai kelebihan yang sangat memuaskan dibandingkan antena jenis lainnya.

4.      Kualitas suara yang dihasilkan oleh antena jenis parabola lebih nyaring dan gambarnya tampak halus.

3.2  Saran

Saran yang dapat penulis berikan yaitu

1.      Jangan menaruh hp didekat tv yang sedang hidup karena bisa berakibat fatal pada kualitas gambar pada televisi dan kualitas suara pada speaker hp

2.       

3.      Jangan menempatkan antena didaerah lembah atau terhalangi oleh bukit, usahakan menempatkan antena pada tempat yang tidak terhalang oleh bukit dan pegunungan.

                       

Daftar  Pustaka

·        Buku Bilingual kelas x

·        www.google.com

·        www.wikipedia.co.id

·        www.yahoo.com

·        Bahan Ajar kelas X smt 2