SUPER KONDUKTOR

Superkonduktor belakangan ini menjadi topik pembicaraan dan penelitian yang paling populer. Superkonduktor menjanjikan banyak hal bagi kita, misalnya transmisi listrik yang efisien (tak ada lagi kehilangan energi selama transmisi). Memang saat ini penggunaam superkonduktor belum praktis, dikarenakan masalah perlunya pendinginan (suhu kritis superkonduktor masih jauh di bawah suhu kamar). Tulisan singkat berikut mengajak Anda mengenal lebih jauh superkonduktor. Superkonduktor adalah suatu material yang tidak memiliki hambatan dibawah suatu nilai suhu tertentu. Suatu superkonduktor dapat saja berupa suatu konduktor, semikonduktor ataupun suatu insulator pada keadaan ruang. Suhu dimana terjadi perubahan sifat konduktivitas menjadi superkonduktor disebut dengan temperatur kritis (Tc). Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh seorang fisikawan Belanda, Heike Kamerlingh Onnes, dari Universitas Leiden pada tahun 1911. Pada tanggal 10 Juli 1908, Onnes berhasil mencairkan helium dengan cara mendinginkan hingga 4 K atau ? 269oC. Kemudian pada tahun 1911, Onnes mulai mempelajari sifat-sifat listrik dari logam pada suhu yang sangat dingin. Pada waktu itu telah diketahui bahwa hambatan suatu logam akan turun ketika didinginkan dibawah suhu ruang, akan tetapi belum ada yang dapat mengetahui berapa batas bawah hambatan yang dicapai ketika temperatur logam mendekati 0 K atau nol mutlak. Beberapa ahli ilmuwan pada waktu itu seperti William Kelvin memperkirakan bahwa elektron yang mengalir dalam konduktor akan berhenti ketika suhu mencapai nol mutlak. Dilain pihak, ilmuwan yang lain termasuk Onnes memperkirakan bahwa hambatan akan menghilang pada keadaan tersebut. Untuk mengetahui yang sebenarnya terjadi, Onnes kemudian mengalirkan arus pada kawat merkuri yang sangat murni dan kemudian mengukur hambatannya sambil menurunkan suhunya. Pada suhu 4,2 K, Onnes terkejut ketika mendapatkan bahwa hambatannya tiba-tiba menjadi hilang. Arus mengalir melalui kawat merkuri terus menerus. Kurva hasil pengamatan Onnes digambarkan pada gambar 1. Dengan tidak adanya hambatan, maka arus dapat mengalir tanpa kehilangan energi. Percobaan Onnes dengan mengalirkan arus pada suatu kumparan superkonduktor dalam suatu rangkaian tertutup dan kemudian mencabut sumber arusnya lalu mengukur arusnya satu tahun kemudian ternyata arus masih tetap mengalir. Fenomena ini kemudian oleh Onnes diberi nama superkondutivitas. Atas penemuannya itu, Onnes dianugerahi Nobel Fisika pada tahun 1913. Penemuan lainnya yang berkaitan dengan superkonduktor terjadi pada tahun 1933. Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor akan menolak medan magnet. Sebagaimana diketahui, apabila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet, suatu arus induksi akan mengalir dalam konduktor tersebut. Prinsip inilah yang kemudian diterapkan dalam generator. Akan tetapi, dalam superkonduktor arus yang dihasilkan tepat berlawanan dengan medan tersebut sehingga medan tersebut tidak dapat menembus material superkonduktor tersebut. Hal ini akan menyebabkan magnet tersebut ditolak. Fenomena ini dikenal dengan istilah diamagnetisme dan efek ini kemudian dikenal dengan efek Meissner. Efek Meissner ini sedemikian kuatnya sehingga sebuah magnet dapat melayang karena ditolak oleh superkonduktor, gambar 2. Medan magnet ini juga tidak boleh terlalu besar. Apabila medan magnetnya terlalu besar, maka efek Meissner ini akan hilang dan material akan kehilangan sifat superkonduktivitasnya. Dengan berlalunya waktu, ditemukan juga superkonduktor-superkonduktor lainnya. Selain merkuri, ternyata beberapa unsur-unsur lainnya juga menunjukkan sifat superkonduktor dengan harga Tc yang berbeda. Sebagai contoh, karbon juga bersifat superkonduktor dengan Tc 15 K. Hal yang ironis adalah logam emas, tembaga dan perak yang merupakan logam konduktor terbaik bukanlah suatu superkonduktor. Pada tahun 1986 terjadi sebuah terobosan baru di bidang superkonduktivitas. Alex Müller and Georg Bednorz, peneliti di Laboratorium Riset IBM di Rüschlikon, Switzerland berhasil membuat suatu keramik yang terdiri dari unsur Lanthanum, Barium, Tembaga, dan Oksigen yang bersifat superkonduktor pada suhu tertinggi pada waktu itu, 30 K. Penemuan ini menjadi spektakuler karena keramik selama ini dikenal sebagai isolator. Keramik tidak menghantarkan listrik sama sekali pada suhu ruang. Hal ini menyebabkan para peneliti pada waktu itu tidak memperhitungkan bahwa keramik dapat menjadi superkonduktor. Penemuan ini membuat keduanya diberi penghargaan hadiah Nobel setahun kemudian. Penemuan demi penemuan dibidang superkonduktor kini masih saja dilakukan oleh para peneliti di dunia. Penemuan lainnya yang juga fenomenal adalah berhasil disintesanya suatu bahan organik yang bersifat superkonduktor, yaitu (TMTSF)2PF6. Titik kritis senyawa organik ini masih sangat rendah yaitu 1,2 K. Pada bulan Februari 1987, ditemukan suatu keramik yang bersifat superkonduktor pada suhu 90 K. Penemuan ini menjadi penting karena dengan demikian dapat digunakan nitrogen cair sebagai pendinginnya. Karena suhunya cukup tinggi dibandingkan dengan material superkonduktor yang lain, maka material-material tersebut diberi nama superkonduktor suhu tinggi.Suhu tertinggi suatu bahan menjadi superkonduktor hingga saat ini adalah 138 K, yaitu untuk suatu bahan yang memiliki rumus Hg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8.33. Superkonduktor kini telah banyak digunakan dalam berbagai bidang. Hambatan tidak disukai karena dengan adanya hambatan maka arus akan terbuang menjadi panas. Apabila hambatan menjadi nol, maka tidak ada energi yang hilang pada saat arus mengalir. Penggunaan superkonduktor dibidang transportasi memanfaatkan efek Meissner, yaitu pengangkatan magnet oleh superkonduktor. Hal ini diterapkan pada kereta api supercepat di Jepang yang diberi nama The Yamanashi MLX01 MagLev train, gambar 3. Kereta api ini melayang diatas magnet superkonduktor. Dengan melayang, maka gesekan antara roda dengan rel dapat dihilangkan dan akibatnya kereta dapat berjalan dengan sangat cepat, 343 mph atau sekitar 550 km/jam. Penggunaan superkonduktor yang sangat luas tentu saja dibidang listrik. Generator yang dibuat dari superkonduktor memiliki efisiensi sebesar 99 an ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator yang menggunakan kawat tembaga. Suatu perusahaan amerika, American Superconductor Corp. diminta untuk memasang suatu sistem penstabil listrik yang diberi nama Distributed Superconducting Magnetic Energy Storage System (D-SMES). Satu unit D-SMES dapat menyimpan energi listrik sebesar 3 juta Watt yang dapat digunakan untuk menstabilkan listrik apabila terjadi gangguan listrik. Untuk transmisi listrik, pemerintah Amerika Serikat dan Jepang berencana untuk menggunakan kabel superkonduktor dengan pendingin nitrogen untuk menggantikan kabel listrik bawah tanah yang terbuat dari tembaga. Dengan menggunakan kabel superkonduktor, arus yang dapat ditransmisikan akan jauh meningkat. 250 pon kabel superkonduktor dapat menggantikan 18.000 pon kabel tembaga mengakibat efisiensi sebesar 7000 ari segi tempat. Dibidang komputer, superkonduktor digunakan untuk membuat suatu superkomputer dengan kemampuan berhitung yang fantastis. Di bidang militer, HTS-SQUID digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau laut. Superkonduktor juga digunakan untuk membuat suatu motor listrik dengan tenaga 5000 tenaga kuda. Berdasarkan perkiraan yang kasar, perdagangan superkonduktor di dunia diproyeksikan untuk berkembang senilai $90 trilyun pada tahun 2010 dan $200 trilyun pada tahun 2020. Perkiraan ini tentu saja didasarkan pada asumsi pertumbuhan yang linear. Apabila superkonduktor baru dengan suhu kritis yang lebih tinggi telah ditemukan, pertumbuhan dibidang superkonduktor akan terjadi secara luar biasa.

frekwensi

Fenomena Frekuensi Berikut ini kutipan artikel bagus yang saya kutipkan dari pak Budhi (admin migas indonesia) semoga ini semua bermanfaat bagi kita semua Fenomena Frekwensi (was:Listrik 60Hz atau 50) Pembahasan - berlian syako Wah lagi rame bahas frekwensi nich. Saya pengen coba menganalisa fenomena frekwensi ini dari sudut ilmu power engineering sebagaimana bidang keilmuan saya. Berbicara mengenai frekwensi tidak lepas dari analisa dari pembangkit listrik/generator, karena sumbernya dari situ. Bagi yg non electrical yg masih kurang faham apa itu frekwensi saya coba kasih gambaran disini. Frekwensi sebenarnya adalah karakteristik dari tegangan yg dihasilkan oleh generator. jadi kalau dikatakan frekwensi 50 hz, maksudnya tegangan yg dihasilkan suatu generator berubah-ubah nilainya terhadap waktu, nilainya berubah secara berulang ulang sebanyak 50 cycle setiap detiknya. jadi tegangan dari nilai nol ke nilai maksimum (+) kemudian nol lagi dan kemudian ke nilai maksimum tetapi arahnya berbalik (-) dan kemudian nol lagi dst (kalau digambarkan secara grafik akan membentuk gelombang sinusoidal) dan ini terjadi dalam waktu yg cepat sekali, 50 cycle dalam satu detik. Jadi kalau kita perhatikan beban listrik seperti lampu, sebenarnya sudah berulang kali tegangan nya hilang (alias nol) tapi karena terjadi dalam waktu yg sangat cepat maka lampu tsb tetap hidup. Jadi kalau kita amati fenomena ini dan mencoba bereksperimen, coba kita buat seandainya kalau frekwensinya rendah, kita ambil yg conservative misalnya 1 hz, apa yg terjadi maka setiap satu detik tegangan akan hilang dan barulah kelihatan lampu akan hidup mati secara berulang2 seperti lampu flip flop. Dari analisa diatas kita bisa tarik kesimpulan bahwa untuk kestabilan beban listrik dibutuhkan frekwensi yg tinggi supaya tegangan menjadi benar2 halus (tidak terasa hidup matinya). Nah sekarang timbul pertanyaan kenapa 50 hz atau 60 hz kenapa gak dibuat saja yg tinggi sekalian 100 hz atau 1000 hz biar benar2 halus. Untuk memahami ini terpaksa kita harus menelusuri analisa sampai ke generatornya. tegangan yg berfrekwensi ini yg biasa disebut juga tegangan bolak balik (alternating current) atau VAC, frekwensinya sebanding dengan putaran generator. Secara formula N = 120f/P N = putaran (rpm) f = frekwensi (hz) P = jumlah kutub generator, umumnya P = 4 dengan menggunakan rumus diatas, untuk menghasilkan frekwensi 50 hz maka generator harus diputar dengan putaran N = 1500 rpm, dan untuk menghasilkan frekwensi 60 hz maka generator perlu diputar dengan putaran 1800 rpm, jadi semakin kencang kita putar generatornya semakin besarlah frekwensinya. Nah setelah itu apa masalahnya? kenapa gak kita putar saja generatornya dengan putaran super kencang biar menghasilkan frekwensi yg besar sehingga tegangan benar2 halus. Kalau kita ingin memutar generator maka kita membutuhkan turbine, semakin tinggi putaran yg kita inginkan maka semakin besarlah daya turbin yg dibutuhkan, dan selanjutnya semakin besarlah energi yg dibutuhkan untuk memutar turbin. kalau sumber energinya uap maka makin banyaklah uap yg dibutuhkan, dan makin besar jumlah bahan bakar yg dibutuhkan, dst dst. para produsen generator maupun turbine tentunya mempunyai batasan dan tentunya setelah para produsen bereksperimen puluhan tahun dengan mempertimbangkan segala sudut teknis maka dibuatlah standard yg 50 hz dan 60 hz itu, yg tentunya dinilai cukup effective untuk kestabilan beban dan effisien dari sisi teknis maupun ekonomis. Eropah menggunakan 50 hz dan Amerika menggunakan 60 hz. Setelah adanya standarisasi maka semua peralatan listrik di design mengikuti ketentuan ini. Jadi logikanya kalau 50 hz atau 60 hz saja sudah mampu membuat lampu tidak kelihatan kedap kedip untuk apalagi dibuat frekwensi lebih tinggi yg akan memerlukan turbine super kencang dan sumber energi lebih banyak sehingga tidak efisien. baik tegangan maupun frekwensi dari generator bisa berubah2 besarnya berdasarkan range dari beban nol ke beban penuh. sering kita temui spesifikasi menyebutkan tegangan plus minus 10% dan frekwensi plus minus 5%. Ini artinya sistim supplai listrik/generator harus di design pada saat beban penuh tegangan tidak turun melebihi 10% dan pada saat beban nol tegangan tidak naik melebihi 10%. Begitu juga dengan frekwensi. kembali ke pertanyaan teman2 sebagaimana email yg saya baca, yaitu mengenai beban2 IT yg shutdown karena berubahnya frekwensi, dan apa efek airconditioner, HVAC terhadap frekwensi supply, sampai ada yg menyebutkan beda frekwensi antara 50 sampai 60 hz efeknya menggunung he..he.. Beban IT seperti server dan komputer biasanya disupply dari UPS, dan didalam UPS ada perangkat elektronik yg namanya inverter yg dibatasi frekwensinya plus minus 2.5%. Apabila terjadi perubahan frekwensi dikarenakan kwalitas supply yg jelek melewati plus minus 2.5% maka perangkat elektronik lainnya yg namanya static switch akan berpindah ke posisi by-pass (kalau UPS dilengkapi fasilitas bypass). Pada posisi bypass beban akan disupply melalui supply normal, itulah sebabnya begitu normal supply putus (listrik mati) maka beban2 IT tsb langsung mati karena disupply tidak melalui batere yg ada di UPS tetapi disupply bypass. Kalau tingkat perubahan frekwensi seperti ini sudah sangat sering maka harus ada power quality improvement dari pihak perusahaan listrik (saya tidak membahas lebih lanjut karena bisa panjang bahasannya mengenai power quality). Selanjutnya mengenai beban berputar seperti motor/HVAC atau AirCond. Apakah ada efeknya menggunakan frekwensi supply yg berbeda dari standard frekwensi yg tertera di AirCond. Misalkan motor di design untuk frekwensi 50 hz dan digunakan pada tegangan supply dengan frekwensi 60 hz. Mari kita lihat formula ini: XL = 2.π.f.L XL = Reaktansi Induktif (ohm) f = frekwensi (hz) L = induktansi (henry) Dari rumus tersebut terlihat nilai reaktansinya naik kalau frekwensinya lebih besar. Contoh kasus: sebuah Aircond 500 watt, 220 volt, 50 hz, pf: 0.8 (pf = power factor atau cosø) XL= 2.π.50.L = 100πL (ohm) apabila frekwensi supply 50 hz XL=2.π.60.L = 120πL (ohm) apabila frekwensi supply 60 hz Total daya yg diserap oleh beban AC bisa di analisa dengan formula segitiga daya: Total daya (VA) = P + jQ atau VA = Sqrt(P2 + Q2) P = Daya aktif = 500 watt Q = daya reaktif (dalam Var) yg besarnya tergantung reaktansi XL Dari formula diatas dan segitiga daya (saya tdk bisa gambarkan segitiga dayanya disini tapi bagi discipline electrical bisa membayangkannya) dapat dilihat semakin besar reaktansi XL maka semakin besar total daya nyata yg diserap. Semakin besar XL semakin jelek factor daya nya (normal factor daya 0.8 sampai 0.95), makin mendekati factor daya 1 makin bagus. Jadi bisa kita lihat bahwa perubahan frekwensi ada pengaruhnya juga dengan perubahan factor daya yg berpengaruh terhadap daya tahan dari beban listrik.. Kalau dikatakan efeknya menggunung antara 50 hz dan 60 hz sebagaimana dikatakan rekan kita sebenarnya tidaklah demikian, karena beban listrik mempunyai daya tahan terhadap waktu. Misalnya apabila AC di design oleh manufacture dengan frekwensi 50 hz maka pemilihan kumparan baik resistansi dan reaktansinya di test dengan daya tahan tsb misalnya bisa berfungsi dengan baik sampai 5 tahun. Dan bila disupply dengan frekwensi 60 hz misalnya bisa berfungsi dengan baik sampai 4 tahun (ini cuma umpama). Kumparan atau konduktor yg memiliki ketahanan arus (ampacity = 20 ampere), apabila di aliri operating current 5 ampere tentulah beda ketahanannya apabila kumparan atau konduktor tsb dialiri operating current 10 ampere, semakin besar arus semakin besar dissipasi panas yg dihasilkan di kumparan/ konduktor sehingga isolasi konduktor melumer terhadap waktu. Jadi untuk mengatasi ini pihak manufacturer cukup memilih material kumparan/ konduktor yg meiliki ampacity yg cukup untuk mengatasi penurunan (aging) sehingga bisa bertahan sampai umur life time yg memuaskan (dalam hal ini pihak manufacturer bisa mengatakan bahwa produknya bisa 50 hz maupun 60 hz karena memang materialnya sudah dipilih sedemikian rupa). Jadi kesimpulannya perbedaan frekwensi supply 50 hz dan 60 hz untuk umumnya beban2 listrik bisa dikatakan tidak begitu significant efeknya untuk beban2 tertentu seperti AC, Laptop, dll, kalaupun dilihat dari ketahanan (lifetime) karena pihak manufacturer sudah memperhitungkn itu, untuk memastikan produknya bisa dipakai 50 hz/60 hz. Tapi untuk industry seperti oil & gas, disarankan memberlakukan spec yg ketat, misalnya kalau sistim supply nya 60 hz jangan lah kita beli motor yg didesign 50 hz, karena di industry kita ingin semua sistim bekerja perfect dan akurat sehingga menjamin tingkat reabilitas 100%. (Stop sampai disini karena kalau dibahas terus bisa panjang analisanya/reliability analysis, perlu research and development dan experiment he..he..). Demikian analisa saya mengenai fenomena frekwensi, saran dan kritik sangat diharapkan apabila ada analisa atau pandangan teman2 lainnya yg lebih baik untuk improve pengetahuan dibidang sistim kelistrikan.

Robot militer AS

kemarin saya berbicara tentang kiamat yang disebabkan oleh robot ,sekarang saya akan bahas mengenai robornya. robot militer memang cepat cepat berkembang seperti robot-robot yang diciptakan oleh Negara super power!,mana lagi kalo bukan Amerika. seperti Petman, Bigdog, Cheetah, atau disebutnya disebut juga dgn The Legged Squad Support System (LS3)..... semua robot ini untuk kepentingan pertahanan menggantikan manusia. ini dia robot untuk pertahanan darat Chetah, robot ini belum disempurnkan ,karna sekarng robot yang mampu berlari hingga 10km/jam kini udah disemprnakan menjadi 50km/jam atau 28,3 mph dan mampu mengangkat beban kurang lebih 400kg. ini dia yang Chetah dengan kemampuan teranyarnya akhir tahun 2013 ini dengan kelincahanya mampu melintasi berbagai medan tempur. -Kemampuan "RUN" (Lari) hingga 50 KM/JAM -Tes Kemampuan Membawa beban 400 KG - Bisa lewati Gurun, Padang Pasir, Gunung, & Salju -retintegrasi dengan perintah suara dan tahun 2014 besok akan dikembangan lagi hingga mampu berlari hingga 100km/jam

sapa tekno

Selamat pagi episode slanjutnya..... Gimana kabarmu hari ini ,makin baik kan .alkhamdulillah ya karna tuhan masih memberi kesempatan pada kita untuk menghirup udara yang seger ini...... Jangan lupa sebelum memulai aktivitas berdo’a dulu! Udah berapa jam hidup kita lewati ya?masih ingat ga setiap detik yang terlewatkan itu untuk apa ? Yang pasti banyak waktu terbuang sia2 dari pada waktu yang berguna. Kalo misalnya setiap detik kita lewati untuk hal2 berguna seperti belajar,membantu orng atau hal2 lain yang bermanfaat tentunya sekarang kita udan maju 200% dari pada sekarang.dan pastinya kita kan bermanfaat untuk orang2 yang kurang beruntung seperti mengurangi pengangguran,dan juga kebodohan misalnya... Kenyataanya kita jauh dari kesejahteraan ,kesejahteraan ekonomi serta pendidikan. Salah siapa sich sebenernya??? Bukan salah kita kan? , yang salah itu setan, karna setan telah menggoda kita hingga kita menjadi malas.hehehe itu alasan saja semua yang jelek pasti setan biang keroknya. Kenapa sich kita masih begini2 aja? Apa karna faktor lingkungan ya? Banyak orang2 pintar,pejabat2 tinggi,yang harusnya jadi panutan baik tapi malah ngasih contoh yang ga bener dengan ilmu korupsi2 super hebat itu. Uang negara yang harusya buat majuin pendidikan, buat bangun insfrastukur malan dibuat foya2 dengan anggota kluarganya .jadi yang miskin, karna biaya pendidikinan mahal akibatnya sekolah anaknya kandas ditengah jalan dan orang kaya karna asik dengan dunianya sendiri ga perduli dengan lingkungan sekitar ,mau jadi apa negara ini.... Pejabat2 negara malah sibut dengan partainya ,dengan popularitasnya ga tau negaranya telah dijajah negara lain! dibandingakn negara dikawasan eropa yang kwalitas pendidikanya bagus ,hingga mampu menciptakan teknologi2 yang hebat yang mungkin belum kebayang oleh anak2 bangsa ini yang pasti nunggu seribu taun lagi baru bisa menyamai.

kiamat

masih ingat kan tentang ramalan suku maya,bahwa pada tahun 12 -12 -2012 kemarin harausnya sudah terjadi kiamat?. tapi nyatanya sampe sekarang belum ada atau nampak tanda-tanda bakal kiamat kan??? kiamat,siapa yang yang tau kapan bakal terjadi bahkan negara-negara barat yang punya alat-alat super canggih pun ga bakal mampu mendeteksi kapan bakal terjadi kiamat. hanya tuhan yang tau ,waallahua'alam"..... Para ahli memperkirakan kiamat nanti bakal terjadi karna beberapa hal ,yaitu karna perang nuklir, senjata biologi munkin seperti virus yang mematikan gitu ya tapi bumi ka tetap ada, karna asteroid yang menghantam bumi seperti yang sekarng banyak diberitakan bahwa mulai sekrang bumi bakal sering dihujani asteroid ,itu karna lapisan ozon udah tipis ga sanggup menghadang asteroid yang datang. Global warming juga berpotensi menyebabka kiamat,bisa jadi es dikutup meleleh sehimgga volume air laut meningkat seperti di film kiamat 2012. Tapi bagaimana dengan robot yang perkembanganya semakin canggih? jika setiap negara maju membuat robot yang tujuannya adalah memperkuat pertahanan militernya,so kemungkinan nanti kiamat disebabkan karna perang antar robot seprti difilm terminator!!! atau seperti difilm I ROBOT yang dibintangi will smith, robot yang diciptakan manusia bisa berpikir seperti manusia dan sehingga robot balik menyerang manusia yang dianggapnya berbahaya. itu semua hanya kemungkinan saja karna semua hanya Allah yang tau menentukan.......

pesawat siluman f_22