Dasar Penguat Operasional (OP-AMP)

Dasar Penguat Operasional

Penguat

Sebagian besar sinyal bioelectric memiliki sebuah besaran yang sangat kecil (dalam besaran milivolt bahkan dalam besaran mikrovolt) dan oleh karena itu membutuhkan tambahan sehingga pengguna dapat melakukan proses. Penambahan tersebut berupa penguatan atau sering disebut op amp.

Penguat Diferensial Sebagai Dasar Penguat Operasional

Penguat diferensial adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Berikut ini adalah gambar skema dari penguat diferensial sederhana:

Penguat diferensial tersebut menggunakan komponen BJT (Bipolar Junction Transistor) yang identik / sama persis sebagai penguat. Pada penguat diferensial terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1 dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (Vid = 0), maka keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 = IE2. Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya sama sehingga Vod = 0.

Apabila terdapat perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu harga IC1 berbeda dengan IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai sesuai dengan besar penguatan Transistor.

Untuk memperbesar penguatan dapat digunakan dua tingkat penguat diferensial (cascade). Keluaran penguat diferensial dihubungkan dengan masukan penguat diferensial tingkatan berikutnya. Dengan begitu besar penguatan total (Ad) adalah hasil kali antara penguatan penguat diferensial pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial kedua (Vd2).

Dalam penerapannya, penguat diferensial lebih disukai apabila hanya memiliki satu keluaran. Jadi yang diguankan adalah tegangan antara satu keluaran dan bumi (ground). Untuk dapat menghasilkan satu keluaran yang tegangannya terhadap bumi (ground) sama dengan tegangan antara dua keluaran (Vod), maka salah satu keluaran dari penguat diferensial tingkat kedua di hubungkan dengan suatu pengikut emitor (emitter follower).

Untuk memperoleh kinerja yang lebih baik, maka keluaran dari pengikut emiter dihubungkan dengan suatu konfigurasi yang disebut dengan totem-pole. Dengan menggunakan konfigurasi ini, maka tegangan keluaran X dapat berayun secara positif hingga mendekati harga VCC dan dapat berayun secara negatif hingga mendekati harga VEE.

Apabila seluruh rangkaian telah dihubungkan, maka rengkaian tersebut sudah dapat dikatakan sebagai penguat operasional (Operational Amplifier (Op Amp)).

Dasar Op Amp

Sebuah op amp adalah penguat tinggi dc yang berbeda penguatan (berbeda maksudnya bahwa beberapa sinyal yang tidak sama pada kedua inputannya adalah penguat yang baik). Sebuah op amp tediri dari beberapa transistor dan komponen lainnya yang terintegrasi menjadi sebuah single chip. Yang kita butuhkan tidak hanya mempertimbangkan komponen dalam chip, tetapi bentuk sederhana dari karakteristik terminal. Fokus pada kelakuan dari op amp memberikan kita untuk melihat banyak aplikasi pada rangkaian ini dalam bioinstrumentation. Pada gambar 2.3 dapat dilihat rangkaian ekivalen dari sebuah op amp. Dapat dilihat symbol dari op amp. V1 dan V2 adalah untuk input, Vo adalah output, dan V+ dan V- adalah positip dan negatip sumber tengangan. Gain, yang juga disebut penguatan, adalah definisi sebagai penambahan dari tegangan oleh penguat, yang ditunjukkan dengan perbandingan dari output ke input.

Penguat Operasional

Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut Op-amp memiliki dua sambungan input dan satu sambungan output. Salah satu ditandai dengan ’-’ dan yang lainnya ditandai dengan ’+’, tanda ’+’ mengindikasikan pergeseran fase sebesar nol sedangkan tanda ’-’ mengindikasikan pergeseran fase sebesar 1800. Selain sambungan input dan output, Penguat operasional juga memiliki dua catuan simetris (biasanya ±5 V hingga ±15 V).

Karakteristik Op-amp ideal :

a. Open loop gain sangat besar/tak hingga

b. Vout = 0, jika V1 =V2 , tidak ada offset voltage.

c. Impedansi input sangat besar/tak hingga.

d. Impedansi output sangat kecil (0).

e. Bandwidth tak hingga.

Penguatan Tegangan Lingkar Terbuka

Penguatan tegangan lingkar terbuka (open loop voltage gain) adalah penguatan diferensial Op Amp pada kondisi dimana tidak terdapat umpan balik (feedback) yang diterapkan padanya seberti yang terlihat pada gambar 2.2. Secara ideal, penguatan tegangan lingkar terbuka adalah:

A_VOL = Vo / Vid = – ¥

A_VOL = _Vo/(V1-V2) = – ¥

Tanda negatif menandakan bahwa tegangan keluaran V_O berbeda fasa dengan tegangan masukan V_id. Konsep tentang penguatan tegangan tak berhingga tersebut sukar untuk divisualisasikan dan tidak mungkin untuk diwujudkan. Suatu hal yang perlu untuk dimengerti adalah bahwa tegangan keluaran V_O jauh lebih besar daripada tegangan masukan V_id. Dalam kondisi praktis, harga A_VOL adalah antara 5000 (sekitar 74 dB) hingga 100000 (sekitar 100 dB).

Tetapi dalam penerapannya tegangan keluaran V_O tidak lebih dari tegangan catu yang diberikan pada Op Amp. Karena itu Op Amp baik digunakan untuk menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat kecil.

Tegangan Ofset Keluaran

Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) V_OO adalah harga tegangan keluaran dari Op Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan V_id = 0. Secara ideal, harga V_OO = 0 V. Op Amp yang dapat memenuhi harga tersebut disebut sebagai Op Amp dengan CMR (common mode rejection) ideal.

Tetapi dalam kondisi praktis, akibat adanya ketidakseimbangan dan ketidakidentikan dalam penguat diferensial dalam Op Amp tersebut, maka tegangan ofset V_OO biasanya berharga sedikit di atas 0 V. Apalagi apabila tidak digunakan umpan balik maka harga V_OO akan menjadi cukup besar untuk menimbulkan saturasi pada keluaran. Untuk mengatasi hal ini, maka perlu diterapakan tegangan koreksi pada Op Amp. Hal ini dilakukan agar pada saat tegangan masukan V_id = 0, tegangan keluaran V_O juga = 0.

Hambatan Masukan

Hambatan masukan (input resistance) R_i dari Op Amp adalah besar hambatan di antara kedua masukan Op Amp. Secara ideal hambatan masukan Op Amp adalah tak berhingga. Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op Amp adalah antara 5 kW hingga 20 MW, tergantung pada tipe Op Amp. Harga ini biasanya diukur pada kondisi Op Amp tanpa umpan balik. Apabila suatu umpan balik negatif (negative feedback) diterapkan pada Op Amp, maka hambatan masukan Op Amp akan meningkat.

Dalam suatu penguat, hambatan masukan yang besar adalah suatu hal yang diharapkan. Semakin besar hambatan masukan suatu penguat, semakin baik penguat tersebut dalam menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat kecil. Dengan hambatan masukan yang besar, maka sumber sinyal masukan tidak terbebani terlalu besar.

Hambatan Keluaran

Hambatan Keluaran (output resistance) R_O dari Op Amp adalah besarnya hambatan dalam yang timbul pada saat Op Amp bekerja sebagai pembangkit sinyal. Secara ideal harga hambatan keluaran R_O Op Amp adalah = 0. Apabula hal ini tercapai, maka seluruh tegangan keluaran Op Amp akan timbul pada beban keluaran (RL), sehingga dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil sangat diharapkan.

Dalam kondisi praktis harga hambatan keluaran Op Amp adalah antara beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi tanpa umpan balik. Dengan diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan keluaran akan menurun hingga mendekati kondisi ideal.

Lebar Pita

Lebar pita (band width) BW dari Op Amp adalah lebar frekuensi tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan. Secara ideal, Op Amp memiliki lebar pita yang tak terhingga. Tetapi dalam penerapannya, hal ini jauh dari kenyataan.

Sebagian besar Op Amp serba guan memiliki lebar pita hingga 1 MHz dan biasanya diterapkan pada sinyal dengan frekuensi beberapa kiloHertz. Tetapi ada juga Op Amp yang khusus dirancang untuk bekerja pada frekuensi beberapa MegaHertz. Op Amp jenis ini juga harus didukung komponen eksternal yang dapat mengkompensasi frekuensi tinggi agar dapat bekerja dengan baik.

Waktu Tanggapan

Waktu tanggapan (respon time) dari Op Amp adalah waktu yang diperlukan oleh keluaran untuk berubah setelah masukan berubah. Secara ideal harga waktu respon Op Amp adalah = 0 detik, yaitu keluaran harus berubah langsung pada saat masukan berubah.

Tetapi dalam prakteknya, waktu tanggapan dari Op Amp memang cepat tetapi tidak langsung berubah sesuai masukan. Waktu tanggapan Op Amp umumnya adalah beberapa mikro detik hal ini disebut juga slew rate. Perubahan keluaran yang hanya beberapa mikrodetik setelah perubahan masukan tersebut umumnya disertai denganoveshoot yaitu lonjakan yang melebihi kondisi steady state. Tetapi pada penerapan biasa, hal ini dapat diabaikan.

Karakteristik Terhadap Suhu

Sebagai mana diketahui, suatu bahan semikonduktor yang akan berubah karakteristiknya apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar. Pada Op Amp yang ideal, karakteristiknya tidak berubah terhadap perubahan suhu. Tetapi dalam prakteknya, karakteristik sebuah Op Amp pada umumnya sedikit berubah, walaupun pada penerapan biasa, perubahan tersebut dapat diabaikan.

Mode operasi penguat operasional:

a. Penguat Membalik (inverting)

Penguat membalik menghasilkan keluaran yang berbeda fasa 1800 terhadap masukkan (fasa sinyal output berkebalikan dengan fasa sinyal input). Persamaan penguatannya adalah sebagai berikut:

Konfigurasinya adalah sebagai berikut:

b. Penguat Tak Membalik (non-inverting)

Penguat tak membalik menghasilkan sinyal keluaran yang fasanya sama dengan fasa sinyal masukan. Persamaan penguatannya adalah sebagai berikut:

Konfigurasinya adalah sebagai berikut:

c. Penguat Bertingkat (Differential)

Penguat bertingkat merupakan selisih beda potensial antar dua buah masukan V1 dan V2.

( sumber : http://musaqif.blogspot.com/2009/05/dasar-penguat-operasional-op-amp.html )

Ernest Rutherford, Fisikawan Selandia Baru

Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson (1871-1937) adalah seorang fisikawan kelahiran Selandia Baru yang bekerja sama meneliti atom dengan J.J. Thomson di Universitas Cambridge.

Rutherford berhasil menangkap adanya nukleus di dalam atom. Dengan dukungan dari Frederick Soddy, ia mengemukakan bahwa radioaktivitas berasal dari peluruhan atom-atom. Ia adalah orang pertama yang berhasil melakukan pembelahan atom di dalam laboratorium. Atas penelitiannya pada berbagai tipe radiasi, ia dinobatkan sebagai peraih hadiah Nobel Kimia pada tahun 1908.

Hasil penelitiannya tentang model atom rutherford dapat dilihat disini.

Archimedes yang hidup di Yunani pada tahun 287 sampai 212 sebelum masehi, adalah seorang matematikawan, fisikawan, astronom sekaligus filusuf. Archimedes dilahirkan di kota pelabuhan bernama Syracuse, kota ini sekarang dikenal sebagai Sisilia. Archimedes merupakan keponakan raja Hiero II yang memerintah di Syracuse pada masa itu. Ia dibunuh oleh seorang prajurit Romawi pada penjarahan kota Syracusa, meskipun ada perintah dari jendral Romawi, Marcellus bahwa ia tak boleh dilukai. Sebagian sejarahwan matematika memandang Archimedes sebagai salah satu matematikawan terbesar sejarah, mungkin bersama-sama Newton dan Gauss.


Nama Archimedes menjadi terkenal setelah ia melompat dari bak mandinya dan berlari-lari telanjang setelah membuktikan bahwa mahkota raja tidak terbuat dari emas murni. Ucapannya "Eureka (aku menemukannya)" menjadi terkenal sampai saat ini. Archimedes juga merupakan orang pertama yang mendefinisikan sistem angka yang mengandung "myriad (10000)", myramid menunjukkan seuatu bilangan yang nilainya tak berhingga. Ia juga mendefinisikan perbandingan antara keliling lingkaran dan jari-jari lingkaran yang dikenal sebagai pi sebesar 3.1429.

Raja Hiero II kala itu terikat perjanjian dengan bangsa Romawi. Syracuse harus mengirimkan gandum dalam jumlah yang besar pada bangsa Romawi, agar mereka tidak diserang. Hingga pada suatu ketika Hiero II tidak mampu lagi mengirim gandum dalam jumlah yang ditentukan. Karena itu Archimedes ditugaskan merancang dan membuat kapal jenis baru untuk memperkuat angkatan laut raja Hiero II.

Pada masa itu, kapal yang dibuat oleh Archimedes adalah kapal yang terbesar. Untuk dapat mengambang, kapal ini harus dikeringkan dahulu dari air yang menggenangi dek kapal. Karena besarnya kapal ini, jumlah air yang harus dipindahkanpun amat banyak. Karena ituArchimedes menciptakan sebuah alat yang disebut "Sekrup Archimedes". Dengan ini air dapat dengan mudah disedot dari dek kapal. Ukuran kapal yang besar ini juga menimbulkan masalah lain. Massa kapal yang berat, menyebabkan ia sulit untuk dipindahkan. Untuk mengatasi hal ini, Archimedes kembali menciptkan sistem katrol yang disebut "Compound Pulley". Dengan sistem ini, kapal tersebut beserta awak kapal dan muatannya dapat dipindahkan hanya dengan menarik seutas tali. Kapal ini kemudian diberi nama Syracusia, dan menjadi kapal paling fenomenal pada zaman itu.

Selama perang dengan bangsa Romawi, yang dikenal dengan perang punik kedua, Archimedes kembali berjasa besar. Archimedes mendesain sejumlah alat pertahanan untuk mencegah pasukan Romawi di bawah pimpinan Marcus Claudius Marcellus, merebut Syracuse.

Saat armada Romawi yang terdiri dari 120 kapal mulai tampak di cakrawala Syracuse. Archimedes berfikir keras untuk mencegah musuh merapat dipantai. Archimedes kemudian mencoba membakar kapal-kapal Romawi ini dengan menggunakan sejumlah cermin yang disusun dari perisai-perisai prajurit Syracuse. Archimedes berencana untuk membakar kapal-kapal musuh dengan memusatkan sinar matahari. Namun rencana ini tampaknya kurang berhasil. Hal ini disebabkan untuk memperoleh jumlah panas yang cukup untuk membakar sebuah kapal, kapal tersebut haruslah diam.

Walaupun hasilnya kurang memuaskan, dengan alat ini Archimedes berhasil menyilaukan pasukan Romawi hingga mereka kesulitan untuk memanah. Panas yang ditimbulkn dengan alat ini juga berhasil membuat musuh kegerahan, hingga mereka lelah sebelum berhadapan dengan pasukan Syrcuse.

Saat musuh mulai mengepung pantai Syracuse, Archimedes kembali memutar otak. Tujuannya kali ini adalah mencari cara untuk menenggelamkan kapal-kapal Romawi ini. Archimedes kemudian menciptakan alat yang disebut cakar Archimedes. Alat ini bentuknya mirip derek pada masa kini. Setelah alat ini secara diam-diam dikaitkan ke badan kapal musuh, derek ini kemudian ditarik. Akibanya kapal musuh akan oleng, atau bahkan robek dan tenggelam.

Selain kedua alat ini Archimedes juga mengembangkan ketapel dan balista untuk melawan pasukan Romawi. Namun sayangnya walaupun didukung berbagai penemuan Archimedes, Syracuse masih kalah kuat dibandingkan pasukan Romawi. Archimedespun akhirnya terbunuh oleh pasukan Romawi. Saat tewas Archimedes sedang mengerjakan persoalan geometri dengan menggambarkan lingkaran-lingkaran di atas tanah. Sebelum dibunuh ia meneriaki pasukan Romawi yang lewat "Jangan ganggu lingkaranku!!!

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta lahir di Como, Italia, dan mengajar di sekolah-sekolah umum di sana. Pada 1774 ia menjadi profesor fisika di Sekolah Royal di Como. Setahun kemudian, ia memperbaiki dan mempopulerkan electrophorus, sebuah alat yang menghasilkan muatan listrik statis. promosinya itu begitu luas sehingga ia sering dikreditkan dengan penemuannya, meskipun mesin yang beroperasi dalam prinsip yang sama pada tahun 1762 digambarkan oleh profesor Swedia Johan Wilcke.

Volta merupakan seorang fisikawan Italia. Ia terutama dikenal karena mengembangkan baterai pada tahun 1800. Ia melanjutkan pekerjaan Luigi Galvani dan membuktikan bahwa teori Galvani yaitu efek kejutan kaki kodok adalah salah. Secara fakta, efek ini muncul akibat 2 logam tak sejenis dari pisau bedah Galvani. Berdasarkan pendapat ini, Volta berhasil menciptakan Baterai Volta (Voltac Pile). Atas jasanya, satuan beda potensial listrik dinamakan volt.Pada 1776-1777 Volta mempelajari kimia gas. Ia menemukan metana dengan mengumpulkan gas dari rawa-rawa. Dia merancang percobaan seperti pembakaran metana oleh percikan listrik dalam wadah tertutup. Volta juga mempelajari apa yang sekarang kita sebut kapasitansi listrik, pengembangan sarana terpisah untuk belajar baik potensial listrik (V) dan muatan (Q), dan menemukan bahwa untuk suatu objek mereka proporsional. Hal ini mungkin disebut Volta Hukum tentang kapasitansi, dan kemungkinan untuk pekerjaan ini unit potensi listrik itu disebut Volt.

Pada tahun 1779 ia menjadi profesor fisika eksperimental di Universitas Pavia, ia menduduki kursi selama hampir 25 tahun. Pada 1794, Volta menikahi Teresa Peregrini, yang mengangkat tiga anak, Giovanni, Flaminio dan Zanino. Dalam menghormati karyanya, Volta dibuat menghitung oleh Napoleon pada tahun 1810. Lebih jauh lagi, ia digambarkan pada 10.000 Lire Italia (tidak lagi dalam sirkulasi) bersama dengan sketsa terkenal volta Pile.
Volta mulai belajar sekitar 1791, “listrik” hewan dicatat oleh Luigi Galvani ketika dua logam berbeda yang dihubungkan secara seri dengan kaki katak dan satu sama lain. Volta menyadari bahwa kaki katak menjabat baik sebagai konduktor listrik (elektrolit) dan sebagai detektor listrik. Dia diganti kaki katak oleh kertas direndam air garam-, dan mendeteksi aliran listrik dengan cara lain yang dia kenal dari studi sebelumnya. Dengan cara ini dia menemukan seri elektrokimia, dan hukum bahwa gaya gerak listrik (ggl) dari sebuah sel galvanik, yang terdiri dari sepasang elektroda logam yang dipisahkan oleh elektrolit, perbedaan antara dua elektroda potensi mereka. Ini dapat disebut Hukum Volta tentang seri elektrokimia.

Pada tahun 1800, sebagai hasil dari perselisihan profesional atas tanggapan galvanik dianjurkan oleh Galvani, dia menciptakan tumpukan volta, baterai listrik awal, yang menghasilkan arus listrik stabil. Volta telah menentukan bahwa pasangan yang paling efektif logam berbeda untuk menghasilkan listrik seng dan perak. Awalnya dia bereksperimen dengan sel individu dalam seri, setiap sel menjadi piala anggur diisi dengan air garam dimana dua elektroda berbeda adalah mencelupkan. Tumpukan volta menggantikan gelas dengan karton direndam dalam air garam.

Dalam mengumumkan penemuan tumpukan, Volta penghormatan kepada pengaruh William Nicholson, Tiberius Cavallo dan Abraham Bennet. Sebuah penemuan tambahan dirintis oleh Volta, adalah pistol yang dioperasikan jarak jauh. Dia menggunakan botol Leyden untuk mengirim arus listrik dari Como ke Milan (50 km atau 30 mil). Arus dikirim sepanjang kabel yang terisolasi dari tanah dengan papan-papan kayu. Temuan ini merupakan pelopor penting dari ide telegraf, yang juga memanfaatkan arus untuk berkomunikasi

Baterai yang dibuat oleh Volta dikreditkan sebagai sel elektrokimia pertama. Ini terdiri dari dua elektroda: yang terbuat dari seng, yang lain dari tembaga. elektrolit adalah asam sulfat atau campuran air garam garam dan air. elektrolit yang ada dalam bentuk 2H + dan SO42-. Seng, yang lebih tinggi dari tembaga dan hidrogen dalam seri elektrokimia, bereaksi dengan sulfat bermuatan negatif. (SO42-) Ion-ion hidrogen bermuatan positif (proton) menangkap elektron dari tembaga, membentuk gelembung gas hidrogen, H2. Hal ini membuat seng batang elektroda negatif dan tembaga batang elektroda positif.

Namun, sel ini memiliki beberapa kelemahan juga. Ini tidak aman untuk menangani, sebagai asam sulfat, bahkan jika encer, sangat berbahaya. Selain itu, kekuatan sel berkurang seiring waktu karena gas hidrogen tidak dirilis, mengumpulkan hanya pada permukaan elektroda seng dan membentuk penghalang antara logam dan larutan elektrolit. Sel primitif secara luas digunakan di sekolah-sekolah untuk menunjukkan hukum-hukum listrik dan dikenal sebagai baterai lemon.

Volta pensiun di tahun 1819 dalam real di Camnago, sebuah frazione Como sekarang disebut Volta Camnago setelah, di mana dia meninggal pada 5 Maret 1827. Ia dimakamkan di Camnago Volta.. Warisan Volta dirayakan oleh Temple di tepi Danau Como di pusat kota. Sebuah museum di Como, Gedung Voltian, telah dibangun untuk menghormatinya dan pameran beberapa peralatan asli ia digunakan untuk melakukan percobaan. Dekat Danau Como berdiri Olmo Villa, yang rumah Voltian Foundation, sebuah organisasi yang mempromosikan kegiatan ilmiah. Volta dilakukan studi eksperimental dan membuat penemuan pertama di Como. Atas jasanya, satuan beda potensial listrik dinamakan volt.

RIWAYAT HIDUP ALBERT EINSTEIN

ALBERT EINSTEIN mungkin adalah orang genius paling ngetop di dunia. Selain genius luar biasa, ia juga ramah, akrab dengan siapa pun, humoris, ekstentrik, dan bisa menerangkan hal-hal yang rumit dengan “lumayan” sederhana.


Einstein, sang genius, sewaktu kecil ternyata per nah membenci sekolah ! Ia menganggap sekolah sangat membo san kan dan menggang gunya untuk melakukan hal yang paling ia senangi, membaca, dan main biola. Jadi, ia suka bolos ! Yep, Einstein dulu suka bolos. Kebanyakan supaya dia bisa lebih banyak membaca. Ia juga senang mendengarkan musik klasik, seperti Mozart, Bach, dan Schubert.


Waktu umurnya lima tahun, ayah Einstein memberinya sebuah kompas. Pemberian ayahnya itu memberi inspirasi berpikir yang hebat buat Einstein kecil. Ia sangat penasaran mengapa jarum benda itu selalu menunjuk ke tempat yang sama, Utara, walaupun ia selalu berusaha membolak-balik benda itu. Ada apa di Utara? Kenapa seakan-akan ada “kekuatan ajaib” yang tidak terlihat di ujung utara bumi yang selalu menarik jarum itu ke arah sana? Ada apa di Utara?


Einstein lahir di Ulm, Jerman tahun 1879 dari orangtua Yahudi. Sejak kecil, ia suka menyendiri dan berpikir.


Ia jalan-jalan mendaki bukit di desanya yang tenang dan sejuk dan, sesampainya di puncak, ia berbaring santai di rumput yang hijau dan mulai mengkhayal..


Ia berpikir tentang semua keajaiban alam, tentang kompasnya, tentang tenaga ajaib yang menjaga jarumnya tetap di utara, tentang luar angkasa yang mahaluas, tentang “makhluk” apa itu listrik yang dikerjakan ayahnya, dan banyak lainnya.


EINSTEIN YANG “TIDAK TERLALU PINTAR” ?


Waktu sekolah menengah di Munich, Einstein tidak menyukai guru-gurunya. Di Jerman, saat itu anak-anak diajarkan dengan cara yang kaku, formal, dengan disiplin seperti tentara. Mereka tidak boleh banyak bertanya, apalagi mempertanyakan ajaran gurunya. Mereka yang berbuat seperti itu malah dianggap kurang ajar dan akan dihukum. Einstein cenderung pemalu, tetapi dia tidak pernah takut untuk bertanya. Guru-gurunya pun jadi tidak menyukainya. Malah ia dicap “tidak terlalu pintar”, alias slow learner. Umur 15 tahun, ia akhirnya nekat berhenti sekolah. Ia pergi ke Italia untuk bergabung dengan keluarganya yang sudah lebih dulu pindah.


Namun, karena pendidikan itu penting, ia akhirnya meneruskan sekolahnya kembali di Swiss. Akan tetapi di Swiss, sekolahnya menyenangkan baginya. Disana guru-gurunya sangat baik dan di sana anak-anak justru sangat dianjurkan untuk bertanya.


Tahun 1900, Einstein yang sudah lulus akademi ternyata gagal menjadi guru ! Ia malah terpaksa jadi pegawai di kantor pencatatan hak paten penemuan-penemuan baru. Apa ia kecewa ? Tentu. Akan tetapi, justru di tempat itu, Einstein malah jadi bisa berpikir lebih banyak dan lebih bebas. Ia selalu dapat menyelesaikan pekerjaannya lebih cepat, dan setelah itu ia bebas memikirkan apapun hal-hal yang menarik baginya. Dan ini akan menjadi salahsatu masa terbaik Einstein..


(Bahkan orang-orang paling jenius di dunia pernah gagal. Orang super jenius lainnya Thomas Alva Edison gagal ribuan kali sebelum akhirnya menemukan Bola Lampu. Begitu banyaknya mungkin sampai 10.000 kali ! tapi kegagalan tidak perlu membuat kita berhenti kan ?)


1905, THE WONDERFUL YEARS..
Justru di masa kerjanya di kantor paten inilah Einstein menghasilkan banyak penemuan terbesarnya. Termasuk dasar teori Fotoelektriknya (yang akan memberinya Hadiah Nobel), salahsatu Teori Relativitasnya, RELATIVITAS KHUSUS, dan juga Rumus Ajaibnya, E = mc². E adalah Energi, m adalah massa, dan c adalah kecepatan Cahaya, 300.000 km/detik. Einstein saat itu umurnya baru 26 tahun..


Rumus ini mengungkapkan bahwa masa yang kecilpun saat bergerak pada kecepatan cahaya akan berubah menjadi Energi yang maha dahsyat. Ini adalah dasar penting salahsatunya bagi penciptaan tenaga, dan Bom Atom.


Pada tahun 1905 itu juga, ia meraih gelar doktor dari Universitas Zurich. Kariernya pun mulai meningkat. Ia makin banyak menghasilkan ide-ide yang orisinal dan kontroversial.


Di Jerman, sebelum era Hitler, pemerintah sangat menghargainya dan memberikan banyak posisi penting pada Einstein, misalnya Guru Besar Universitas Berlin, Direktur Lembaga Fisika “Kaisar Wilhelm”, dan anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Prusia. Berbagai kemudahan dan fasilitas yang dimiliki memudahkan Einstein untuk mengakse­lerasi kan ilmunya.


Tahun 1915 ia mengumumkan teori barunya, RELATIVITAS UMUM. Ini teori baru yang lagi-lagi mengguncang dunia. Teori ini menggoyahkan teori Gravitasi Newton yang sudah berusia ratusan tahun. Menurut Relativitas Umum, Gravitasi bukan disebabkan Gaya Tarik, tapi karena adanya distorsi Ruang-Waktu dari suatu benda langit, yang mempengaruhi gerakan benda langit lainnya. Distorsi Ruang-Waktu itulah yang “menjebak” bumi sehingga terus berputar mengelilingi Matahari, dan menjebak” bulan sehingga selalu berputar mengelilingi Bumi. Dan akhirnya mengatur seluruh pergerakan benda-benda langit.


1921. Saat ini Einstein sudah menjadi seorang Superstar ! Di tahun ini ia akhirnya berhasil memperoleh Hadiah Nobel atas Teori Efek Foto-elektriknya yang cemerlang. Di tahun ini juga ia pergi ke New York, Amerika. Sesampainya di sana, ia disambut seperti layaknya bintang film. Semua orang ingin melihatnya. Tidak cuma para ilmuwan tetapi semua orang. Wartawan memburunya untuk minta wawan cara. Ia juga diundang ke White House oleh Presiden Warren Harding. Einstein juga lalu berkeliling dunia dan mendapat sam butan yang heboh di mana-mana. Akan tetapi, lalu ter jadi perkembangan baru di Jerman. Hitler berkuasa. Orang-orang Yahudi di tin das dan banyak yang me la rikan diri ke luar negeri. Einstein bagi Nazi adalah orang Yahudi nomor satu yang harus dihabisi. Einstein akhirnya memilih untuk jadi warga negara Amerika pada 1940.


Lalu, beberapa ahli fisika Yahudi yang baru saja melarikan diri dari Jerman memberi tahu Einstein bahwa Jerman hampir menemukan cara untuk menciptakan BOM ATOM ! Ia pun segera menulis surat kepada Presiden Amerika, Roosevelt, untuk memberikan peringatan akan ancaman ini. Roosevelt juga segera menyadari bahaya ini dan mendorong dilakukannya proyek penelitian energi atom yang dinama­kan “PROJECT MANHATTAN”. Nantinya, proyek ini ternyata memang berhasil menciptakan bom atom yang kemudian dijatuhkan di Jepang pada akhir Perang Dunia II.


Namun, proyek ini lalu membuat Einstein prihatin. Manusia telah berhasil menciptakan senjata yang daya hancurnya tidak pernah terbayangkan sebelumnya. Jika manusia nanti mam pu membuatnya dalam jumlah yang banyak dan terjadi se suatu, dunia bisa musnah. Ia pun mulai memperjuang kan agar pengembangan senjata ini bisa dibatasi. Einstein ak hirnya tidak saja dikenal sebagai salah seorang paling genius di dunia, tetapi juga sebagai orang yang gigih menyokong gerakan perdamaian.


Einstein, sang genius, meninggal dunia pada 18 April 1955.

Thomas Alva Edison dilahirkan di Milan, Ohio pada tanggal 11 Februari 1847. Tahun 1954 orang tuanya pindah ke Port Huron, Michigan. Edison pun tumbuh besar di sana. Sewaktu kecil Edison hanya sempat mengikuti sekolah selama 3 bulan. Gurunya memperingatkan Edison kecil bahwa ia tidak bisa belajar di sekolah sehingga akhirnya Ibunya memutuskan untuk mengajar sendiri Edison di rumah. Kebetulan ibunya berprofesi sebagai guru. Hal ini dilakukan karena ketika di sekolah Edison termasuk murid yang sering tertinggal dan ia dianggap sebagai murid yang tidak berbakat.

Meskipun tidak sekolah, Edison kecil menunjukkan sifat ingin tahu yang mendalam dan selalu ingin mencoba. Sebelum mencapai usia sekolah dia sudah membedah hewan-hewan, bukan untuk menyiksa hewan-hewan tersebut, tetapi murni didorong oleh rasa ingin tahunya yang besar. Pada usia sebelas tahun Edison membangun laboratorium kimia sederhana di ruang bawah tanah rumah ayahnya. Setahun kemudian dia berhasil membuat sebuah telegraf yang meskipun bentuknya primitif tetapi bisa berfungsi.

Tentu saja percobaan-percobaan yang dilakukannya membutuhkan biaya yang lumayan besar. Untuk memenuhi kebutuhannya itu, pada usia dua belas tahun Edison bekerja sebagai penjual koran dan permen di atas kereta api yang beroperasi antara kota Port Huron dan Detroit. Agar waktu senggangnya di kereta api tidak terbuang percuma Edison meminta ijin kepada pihak perusahaan kereta api, “Grand Trunk Railway”, untuk membuat laboratorium kecil di salah satu gerbong kereta api. Di sanalah ia melakukan percobaan dan membaca literatur ketika sedang tidak bertugas.

Tahun 1861 terjadi perang saudara antara negara-negara bagian utara dan selatan. Topik ini menjadi perhatian orang-orang. Thomas Alva Edison melihat peluang ini dan membeli sebuah alat cetak tua seharga 12 dolar, kemudian mencetak sendiri korannya yang diberi nama “Weekly Herald”. Koran ini adalah koran pertama yang dicetak di atas kereta api dan lumayan laku terjual. Oplahnya mencapai 400 sehari.

Pada masa ini Edison hampir kehilangan pendengarannya akibat kecelakaan. Tetapi dia tidak menganggapnya sebagai cacat malah menganggapnya sebagai keuntungan karena ia banyak memiliki waktu untuk berpikir daripada untuk mendengarkan pembicaraan kosong.

Tahun 1868 Edison mendapat pekerjaan sebagai operator telegraf di Boston. Seluruh waktu luangnya dihabiskan untuk melakukan percobaan-percobaan tehnik. Tahun ini pula ia menemukan sistem interkom elektrik.

Thomas Alva Edison mendapat hak paten pertamanya untuk alat electric vote recorder tetapi tidak ada yang tertarik membelinya sehingga ia beralih ke penemuan yang bersifat komersial. Penemuan pertamanya yang bersifat komersial adalah pengembangan stock ticker. Edison menjual penemuaannya ke sebuah perusahaan dan mendapat uang sebesar 40000 dollar. Uang ini digunakan oleh Edison untuk membuka perusahaan dan laboratorium di Menlo Park, New Jersey. Di laboratorium inilah ia menelurkan berbagai penemuan yang kemudian mengubah pola hidup sebagian besar orang-orang di dunia.

Tahun 1877 ia menemukan phonograph. Pada tahun ini pula ia menyibukkan diri dengan masalah yang pada waktu itu menjadi perhatian banyak peneliti: lampu pijar. Edison menyadari betapa pentingnya sumber cahaya semacam itu bagi kehidupan umat manusia. Oleh karena itu Edison mencurahkan seluruh tenaga dan waktunya, serta menghabiskan uang sebanyak 40.000 dollar dalam kurun waktu dua tahun untuk percobaan membuat lampu pijar. Persoalannya ialah bagaimana menemukan bahan yg bisa berpijar ketika dialiri arus listrik tetapi tidak terbakar. Total ada sekitar 6000 bahan yang dicobanya. Melalui usaha keras Edison, akhirnya pada tanggal 21 Oktober 1879 lahirlah lampu pijar listrik pertama yang mampu menyala selama 40 jam.

Masih banyak lagi hasil penemuan Edison yang bermanfaat. Secara keseluruhan Edison telah menghasilkan 1.039 hak paten. Penemuannya yang jarang disebutkan antara lain : telegraf cetak, pulpen elektrik, proses penambangan magnetik, torpedo listrik, karet sintetis, baterai alkaline, pengaduk semen, mikrofon, transmiter telepon karbon dan proyektor gambar bergerak.

Thomas Edison juga berjasa dalam bidang perfilman. Ia menggabungkan film fotografi yang telah dikembangkan George Eastman menjadi industri film yang menghasilkan jutaan dolar seperti saat ini. Dia pun membuat Black Maria, suatu studio film bergerak yang dibangun pada jalur berputar.

Melewati tahun 1920-an kesehatannya kian memburuk dan beliau meninggal dunia pada tanggal 18 Oktober 1931 pada usia 84 tahun. (An)

FAKTA UNIK TENTANG THOMAS ALVA EDISON

Di antara berbagai kisah sukses pendiri General Electric itu terselip beberapa fakta menarik. Berikut ini kami sajikan 10 diantaranya.

1. Sulit mendengar, bukan tuli

Edison kerap kali disebut tuli. Padahal ia bukan sama sekali tidak bisa mendengar, namun memiliki kesulitan untuk mendengar secara sempurna. Penyebabnya berbeda menurut beberapa sumber. Ada yang menyebut karena demam ketika ia masih kecil serta beberapa kali infeksi bagian tengah telinga yang tidak diobati. Ada juga yang menyebutkan karena telinganya dipukul kondektur kereta api ketika laboratorium kimianya di gerbong barang terbakar.

2. Surat kabar di atas kereta pertama

Kegemaran Edison bereksperimen di gerbong kereta api membuatnya memiliki laboratorium di dalam gerbong barang meski akhirnya laboratorium itu terbakar. Edison kemudian membangun kembali laboratorium kimia dan percetakan di bagasi mobil. Dari sinilah ia mempublikasikan Grand Trunk Herald yang merupakan surat kabar pertama yang dipublikasikan di atas kereta.

3. Dot dan Dash

Edison memiliki 3 orang anak dari pernikahannya dengan Mary Stilwell. Dua orang anaknya diberi nama panggilan unik, Dot (Marion Estelle Edison) dan Dash (Thomas Alva Edison Junior), yang diduga diambilnya dari lambang yang digunakan dalam sandi Morse yaitu titik “.” dan garis “-”.

4. Melamar Mina dengan kode Morse

Setelah Mary Stilwell meninggal dunia, Edison bertemu Mina Miller yang adalah seorang anak penemu, Lewis Miller. Ia mengajari Mina kode Morse agar mereka dapat berkomunikasi secara rahasia dengan ketukan kode di tangan mereka. Suatu hari Edison bertanya kepada Mina: .- – ..- .-.. -.. -.- – ..- – .- .-. .-. -.- – . yang kemudian dijawab Mina dengan: -.- . … Tak lama kemudian, keduanya pun menikah.

5. Menolak disebut gagal

Edison memprotes sebuah surat kabar yang memuat judul berita utama: “Setelah 9.955 kali gagal menemukan bola lampu pijar, Edison akhirnya berhasil menemukan lampu yang menyala”. Ia meminta judul berita itu diganti. Keesokan harinya, atas permintaan Edison, surat kabar itu mengganti judul berita utamanya menjadi: “Setelah 9.955 kali berhasil menemukan lampu yang gagal menyala, Edison akhirnya berhasil menemukan lampu yang menyala”

6. Paten pertama yang gagal

Pada tahun 1869, di usianya yang ke-22, Edison memperoleh paten pertamanya untuk mesin perekam suara telegrafik yang dirancangnya untuk badan legislatif. Dengan alat itu, setiap anggota badan legislatif cukup menggerakkan satu tombol pada mesin yang akan merekam RUU yang dipilihnya. Sayangnya, alat tersebut ditolak badan legislatif karena cara kerjanya yang lambat.

7. Mesin tato

Pada tahun 1876, Edison mematenkan Stencil-pens, sebuah alat yang kemudian dimodifikasi Samuel O’Reilly untuk menjadi mesin tato pertama. Namun ia tetap dianugerahi penghargaan atas penemuan mesin tato yang pertama.

8. Laboratorium riset industri pertama

Setelah menjual quadruplex telegraf yang dibeli Western Union seharga $10 ribu, Edison menggunakan uang yang diperolehnya untuk membangun sebuah tempat yang sengaja akan dikhususkannya untuk terus menghasilkan serta mengembangkan produk inovasi teknologi. Tempat yang terletak di Menlo Park, New Jersey itu akhirnya berkembang menjadi laboratorium riset industri pertama di dunia.

9. Penyihir Menlo Park

Julukan tersebut didapat Edison setelah berhasil menemukan fonograf pada tahun 1877 sekaligus mengangkat popularitasnya. Pencapaian itu sangat tidak disangka-sangka oleh banyak orang sehingga tampak seperti sihir. Fonograf pertamanya berhasil merekam suara pada kertas timah yang mengelilingi sebuah silinder beralur. Namun kulitas suara yang dihasilkan masih buruk dan hasil rekamannya hanya bisa diputar ulang beberapa kali saja.

10. Listrik untuk semua

Konsep dan implementasi pembangkit tenaga listrik beserta pendistribusiannya ke rumah, kantor, dan pabrik sangat penting dalam perkembangan dunia industrialisasi modern. Edison lah yang pertama kali muncul dengan konsep itu. Pembangkit tenaga listriknya yang pertama dibangun di Manhattan Island, New York pada 1882.

Aplikasi Hukum Archimedes

1) Kapal Selam
Mempunyai tangki pemberat.
Konsep gaya Apung yang berhubungan dengan berat total untuk menentukan kapal mengapung atau tenggelam.


2) Hidrometer
Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar agar dihasilkan gaya Apung.
Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis cairan. Nilai massa jenis cairan dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair


Hidrometer terbuat dari tabung kaca dan desainnya memiliki 3 bagian :


Tangkai tabung kaca
Bawah tabung kaca
Diameter kaca


3) Balon Udara
Volum bertambah maka bertambah volum udara yang dipindahkan.
Gaya apung bertambah besar


SAAT INGIN MENAIKKAN BALON UDARA


Saat gaya apung sudah lebih berat daripada berat total balon (berat balon dan muatan) sehingga balon mulai bergerak naik.


SAAT INGIN MENURUNKAN BALON UDARA


Saat gaya apung lebih kecil daripada berat balon, dan berat balon bergerak turun.


4) Kapal Laut
Sangat berat tetapi dapat terapung di permukaan laut
- Konsep Gaya Apung
- Konsep Massa Jenis


Badan kapal yang terbuat dari besi berongga, ini menyebabkan volum air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar. Gaya apung sebanding dengan volum air yang dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi sangat besar . Gaya apung ini mampu mengatasi berat total sehingga kapal laut mengaoung di permukaan laut. Jadi massa jenis rata – rata besi berongga dan udara yang menempati rongga masih lebih kecil daripada massa jenis air laut. Oleh karena itu kapal itu mengapung.


Sebuah kapal selam memiliki tangki pemberat yang terletak di antara lambung sebelah dalam sebelah luar. Tangki ini dapat diisi udara atau air. Mengatur isi tangki pemberat berarti mengatur berat total kapl. Sesuai dengan konsep gaya apung, berat total kapal selam akan menentukan apakah kapl selam mengapung atau menyelam


Kapal laut tidak akan tenggelam apabila.
Berat kapal bertambah maka gaya ke atas juga harus bertambah besar.