Masa Muda dan Pendidikan Albert Einstein

Einstein dilahirkan di Ulm di Württemberg, Jerman; sekitar 100 km sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama Hermann Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan elektrokimia, dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di Stuttgart-Bad Cannstatt.


Walaupun mereka keturunan Yahudi, Ibu Einstein memasukan anaknya ke sekolah dasar katholik pada umur 5 tahun selama tiga tahun. Kemudian pada umur delapan tahun di pindah ke Luitpold Gymnasium untuk mendapatkan pendidikan menengah pertama dan menengah ke atas. 

Pada tahun 1894, perusahan ayahnya gagal dan memutuskan untuk pindah ke Itali, namu Einstein tetap tinggal Munic untuk menyelesaikan pendidikanya di Luitpold Gymnasium. Pada umur enambelas tahun, Einstein mengikuti ujian masuk  Swiss Federal Polytechnic in Zürich, tapi gagal. Namun, hasil tes tersebut menunjukan nilai yang sangat baik dalam bidang fisika dan matematika. Melihat hal tersebut, Kepala Sekolah  Swiss Federal Polytechnic menyarankan Einstein untuk mengambil Aargau Cantonal School di Aarau, Swiss. Pada September 1896, dia lulus dengan nilai sempurna pada mata pelajaran matematika dan fisika.

Pernikahan dan Anak Albert Einstein
Pada tahu 1898, Einstein jatuh cinta kepada Mileva Maric, sorang Serbia yang merupakan teman kelasnya. Sebelum meinkah secara resmi dengan Maric, mereka dikabarkan telah memiliki seorang putri bernama Lieserl. Namun berita tentang Lieserl tidak begitu jelas, kabar mengatakan anak pertama Einstein tersebut meninggal karena sakit. Albert Einstein menikahi Maric secara resmi pada bulan Januari 1903 dikaruniahi dua orang anak yaitu Hans Albert Einstein dan Eduard. Mereka cerai pada tanggal 14 Februari 1919. Einstein menikah dengan Elsa Lowenthal pada tanggal 2 Juni 1919 yang merupakan sepupunya sendiri. Mereka kemudian pindah ke Amerika pada tahun 1933. Sayangnya Elsa didiagnosa  mengidap penyakit jantung dan masalah ginjal dan meninggal di bulan Desember 1936.

Imigrasi ke Amerika
Di bulan Februari 1933 ketika Einstein berkunjung ke Amerika, dia memutuskan untuk tidak kembali ke Jerman selama menguatnya Nazi dibawah Adolf Hitler. Saat Einstein bersama istrinya ingin kembali ke Belgia pada bulan Maret, kapalnya diserbu oleh tentara Nazi dan dipakasa kembali ke Jerman. Beberapa bulan kemudian, Einstein menyadari bawah dirinya merupakan target pembunuhan atas dasar hukum yang berlaku di Jerman saat itu untuk kaum yahudi. Mengetahui hidupnya terancam, Einstein memutuskan pergi ke Belgia dan tinggal disana untuk tiga bulan sebelum tinggal di Inggris. Di bulan Oktober 1933, Einstein kembali ke Amerika dan bekerja di Universitas Princeton. Einstein mendapatkan kewarganegaraan Amerika pada tahun 1940.

Kematian Albert Einstein
Pada tanggal 17 April 1955, Albert Einstein mengalami pendarahan internal yang disebabkan oleh pecahnya abdominal aortic aneurysm. Einstein menolak untuk melakukan operasi, dia berkata "Saya ingin pergi ketika saya ingin. Hambar rasanya memperpanjang hidup dengan bantuan. Saya telah berbagi, sekarang waktuna untuk pergi. Saya akan melakukannya dengan elegan." Dia meninggal di Rumah Sakit Princeton di pagi harinya pada umur 76. Selama autopsi, ahli patologi dari Rumah Sakit Princeton, Thomas Stoltz Harvey, menghapus otak Einstein untuk pengawetan tanpa izin dari keluarganya, dengan harapan bahwa ilmu saraf masa depan akan mampu menemukan apa yang membuat Einstein begitu cerdas.

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK DAN PENERAPANNYA

Pada topik sebelumnya kalian telah belajar tentang GGL induksi yaitu peristiwa induksi elektromagnetik (medan magnet dapat menimbulkan arus listrik dan arus listrik dapat menimbulkan medan magnet yang kemudian juga menghasilkan arus listrik). Pada topik ini kalian akan belajar tentang penerapan induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

▬▬ Generator ▬▬

Generator adalah alat yang dapat mengubah energi gerak (energi kinetik) menjadi energi listrik. Generator dibedakan menjadi dua jenis, yaitu generator arus bolak-balik dan generator arus searah. Perbedaan antara keduanya akan kalian pelajari sebagai berikut.

Generator Arus Bolak Balik ▬

Generator arus bolak-balik (AC atau alternating current ) disebut juga alternator yang terdiri dari magnet, kumparan yang berinti besi, cincin luncur, dan sikat karbon. Prinsip kerjanya adalah ketika kumparan berputar, akan terjadi perubahan fluks magnet yang dilingkupi oleh kumparan tersebut, sehingga timbul arus listrik. Kemudian, arus listrik yang dihasilkan akan terhubung dengan cincin sikat karbon pada rangkaian di luar generator untuk didistribusikan ke rumah-rumah. Generator arus bolak-balik ini biasanya digunakan pada pembangkit listrik tenaga air dan pembangkit listrik tenaga angin.

Generator Arus Searah ▬

Generator arus searah (DC atau direct current) juga bekerja dengan prinsip GGL induksi. Bedanya dengan generator arus bolak-balik adalah generator arus searah memiliki satu cincin yang dibelah sehingga dinamakan cincin belah atau komutator. Kedua sikat karbon bersentuhan dengan kedua cincin belah secara bergantian, sehingga salah satu sikat karbon selalu berpolaritas positif dan yang lain berpolaritas negatif. Hal ini menyebabkan arus listrik induksi yang mengalir adalah searah (DC).

Dinamo Sepeda ▬

Dinamo sepeda juga berperan sebagai generator. Magnet di dalam dinamo berperan sebagai rotor (bagian yang berputar), sedangkan kumparan berperan sebagai stator. Magnet yang berputar di dekat kumparan, akan menyebabkan perubahan garis gaya magnet, akibatnya, timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. Arus induksi yang mengalir dapat menyalakan lampu sepeda. Semakin kencang perputaran roda, maka semakin besar perubahan fluks magnet pada kumparan sehingga semakin besar pula arus induksi yang dihasilkan.

▬▬ Transformator ▬▬

Transformator atau sering disebut trafo adalah komponen untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik. Ingat, trafo hanya bekerja untuk arus bolak-balik (AC), tidak untuk arus searah (DC). Transformator hanya dapat mengubah besarnya tegangan, bukan mengubah dayanya.
        Transformator terdiri atas sebuah inti besi, kumparan primer dan kumparan sekunder. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut.
1. Kumparan primer dihubungkan kepada sumber tegangan yang akan diubah besarnya. Tegangan primer yang terdapat di dalam trafo adalah tegangan bolak-balik, sehingga besar dan arah tegangan itu berubah-ubah.2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah-ubah pula. Perubahan medan magnet ini akan menginduksi tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder, sehingga besarnya tegangan pada kumparan sekunder berbeda dengan besarnya tegangan mula-mula (pada kumparan primer).
Dari sebuah percobaan didapatkan kesimpulan bahwa:
1. Perbandingan antara tegangan primer (Vp), dengan tegangan sekunder (Vs) sama dengan perbandingan antara jumlah lilitan primer (Np), dan lilitan sekunder (Ns).
2. Perbandingan antara kuat arus primer (
Ip), dengan kuat arus sekunder (Is), sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder (Ns) dengan jumlah lilitan primer (Np).
Perbandingan-perbandingan tersebut dapat dituliskan sebagai persamaan berikut.
        Pada umumnya, transformator berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik PLN sebelum masuk ke peralatan elektronik. Beberapa alat yang menggunakan transformator adalah catu daya (power supply), adaptor, dan transmisi daya listrik jarak jauh.

Sekian dulu ya, untuk meningkatkan pemahaman, silahkan kalian kerjakan soal-soal yang telah tersedia. Selamat Belajar !

FLUKS MAGNETIK DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Fluks Magnetik ▬

Fluks magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang. Secara matematis, fluks magnetik dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan:
Ф = fluks magnetik (Wb);B = medan magnet (T);A =luas penampang (m2); danα = sudut antara B dan garis normal.

Induksi Elektromagnetik ▬

Induksi elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya arus listrik karena pengaruh medan magnet (GGL induksi). Besarnya GGL induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik dan dinyatakan dalam persamaan berikut.
Keterangan:
ε = ggl induksi (V);
Δ
Ф = perubahan fluks magnet (Wb);N = jumlah lilitan;B = medan magnet (T);A = luas penampang (m2); dan
Δ
t = selang waktu (s).
Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa GGL induksi dipengaruhi 3 faktor.
1. Kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik), GGL makin besar ketika gerakan magnet dipercepat 2. Jumlah lilitan, semakin banyak jumlah lilitan maka arus yang mengalir akan besar juga 3. Medan magnet, semakin besar ukuran magnet (medan magnet akan besar juga) maka semakin besar arus yang dihasilkan.
Arah arus induksi yang melawan arah medan magnet diberi tanda negatif. Aturan arah arus induksi ini dikenal dengan aturan Lentz. Pernyataan Lentz adalah arus induksi sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan medan magnet yang yang arahnya melawan perubahan yang menimbulkannya.

Induksi Diri ▬

GGL induksi merupakan peristiwa timbulnya arus listrik dari medan magnet, sedangkan GGL induksi diri merupakan peristiwa munculnya medan magnet dari arus listrik, kemudian medan magnet tersebut kembali menghasilkan arus listrik. Ketika dalam kumparan mengalir arus listrik, maka akan timbul medan magnet, sehingga fluks magnetik di dalam kumparan juga berubah. Perubahan fluks magnetik ini menghasilkan GGL induksi diri, yang besarnya dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
Ԑi = GGL induksi diri (V);L =induktansi induktor (H);
i = perubahan arus listrik (A); dan
t = selang waktu (s).

Induktansi Induktor ▬

Dalam menghitung GGL induksi diri, diperlukan besaran induktansi induktor (L). Besar Induktansi sebuah induktor dapat dihitung dengan rumus berikut.
Keterangan:
L = Induktansi induktor (H);μ0 = permeabilitas ruang hampa (4π x 10-7 H/m = 1,257 x 10-6 H/m);N = Jumlah lilitan;A = Luas penampang kumparan (m2); danl = Panjang kumparan (m).

Energi Potensial Kumparan ▬

Energi di dalam sebuah kumparan dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
W =energi (J);L =Induktansi induktor (H); danI = Kuat Arus Listrik (A).

GAYA GERAK LISTRIK

GGL Induksi

Pada topik ini kalian akan belajar tentang gaya gerak listrik (GGL) induksi. Tahukah kalian bagaimana dinamo dapat menyalakan lampu sepeda? Jawabannya akan kalian temukan pada topik ini.
        Jika sepeda dikayuh, maka dinamo pada sepeda tersebut akan berputar. Putaran dinamo tersebut dapat menjadi sumber energi untuk menyalakan lampu sepeda. Peristiwa tersebut bekerja berdasarkan prinsip GGL induksi. Dinamo berisi kumparan (lilitan kawat) dan magnet. Ketika sepeda dikayuh, dinamo berputar sehingga magnet dalam dinamo juga berputar. Magnet yang berputar menyebabkan jumlah garis gaya magnet pada ujung-ujung kumparan berubah. Perubahan jumlah garis gaya magnet ini yang menyebabkan terjadinya arus listrik. Perhatikan ilustrasi berikut ini.

        Ketika magnet didekatkan dengan kumparan, maka jumlah garis gaya yang masuk kumparan akan semakin banyak dan berlaku sebaliknya. Ketika magnet dijauhkan dari kumparan, maka jumlah garis gaya yang masuk ke kumparan akan semakin sedikit. Perubahan jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer (alat pendeteksi dan pengukur arus listrik). Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan.
        Menurut 
Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul. Sebelum mempelajari GGL induksi lebih dalam, alangkah baiknya jika kita belajar tentang fluks magnetik terlebih dahulu.

KEMAGNETAN

Kemagnetan Bahan

Dalam topik ini, kalian akan belajar tentang kemagnetan bahan. Kalian tentu tidak asing lagi dengan magnet bukan? Apa sih magnet itu? Nah sebagai contoh jika kalian memiliki magnet, coba dekatkan magnet tersebut ke arah besi atau logam lain di sekeliling kalian. Apa yang akan terjadi? Besi tersebut pasti akan tertarik sehingga menempel pada magnet yang kalian bawa. Itulah sifat utama magnet yang dapat kita lihat.
        Pada dasarnya, magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan (S). Magnet akan mengalami gaya tolak saat kutub sejenis (U-U/ S-S) didekatkan, dan akan mengalami gaya tarik saat kutub yang tidak sejenis didekatkan (U-S/ S-U). Ternyata tidak setiap benda dapat ditarik oleh magnet. 
Mengapa bisa demikian? kalian akan mempelajarinya pada ulasan berikutnya dalam topik ini. Apa saja sih benda-benda yang dapat ditarik magnet? Contoh mudahnya adalah besi, sedangkan contoh benda yang tidak dapat ditarik magnet adalah kayu, kertas, dsb. Selanjutnya apakah hal yang menyebabkan sebuah benda dapat dijadikan magnet? Mari kita pelajari. Seperti apa pula benda-benda dapat dijadikan magnet? Simak ulasan berikut.

A. Diamagnetisme

Pada dasarnya, sebuah benda tersusun atas partikel-partikel kecil yang kita sebut atom. Atom terdiri dari inti atom dan elektron yang berputar mengelilinginya. Nah, sifat magnet suatu benda sangat dipengaruhi oleh keberadaan elektron ini. Gerakan elektron selalu mengorbit/ berputar mengelilingi inti. Akibat putaran elektron tersebut, setiap benda akan mengalami tolakan terhadap kekuatan magnet yang mengenai dirinya.
        Selain berputar mengelilingi inti atom, setiap elektron juga memiliki momen magnet. Eitss, saat ini kalian tidak perlu tahu dulu apa itu momen magnet, ada waktu tersendiri bagi kalian untuk mempelajarinya. Intinya adalah momen magnet ini dimiliki oleh setiap magnet. Nah, pada benda-benda yang tidak bersifat magnet, momen magnet yang ada di dalam benda tersebut saling menghilangkan. Dengan demikian, benda tidak dapat ditarik magnet atau benda akan mengalami tolakan magnet. Gejala penolakan magnet ini disebut diamagnetisme. Kita sering menyebut benda yang hanya mengalami gejala diamagnetisme sebagai benda yang tidak dapat menjadi magnet atau benda non-magnetik. Contoh benda diamagnetik adalah kayu.

B. Paramagnetisme

Selain diamagnetisme, beberapa benda juga dapat mengalami sifat paramagnetisme. Nah, gejala paramagnetisme ini juga diakibatkan oleh elektron dalam benda dan momen magnet. Pada beberapa benda, susunan elektron-elektron di dalamnya dapat berubah sehingga momen magnetnya saling menguatkan saat diberi kekuatan magnet dari luar (magnet eksternal). Gejala ini disebut paramagnetisme. Benda-benda yang mengalami gejala paramagnetisme akan menjadi magnet saat menerima kekuatan magnet eksternal. Akan tetapi, benda ini akan berubah lagi menjadi non-magnet saat magnet eksternal dihilangkan. Contoh benda-benda yang mengalami gejala paramagnetisme ini adalah aluminium. Benda-benda seperti aluminium ini disebut benda paramagnetik.

C. Feromagnetisme

Terdapat satu lagi gejala yang dialami benda terkait magnet. Gejala ini disebut feromagnetisme. Gejala ini sama dengan paramagnetisme. Bedanya adalah momen magnet benda feromagnetik selalu menguatkan meskipun tanpa magnet eksternal, sehingga benda ini dapat menjadi magnet permanen dan dapat ditarik magnet dengan sempurna. Bahan-bahan yang mengalami gejala feromagnetisme disebut benda feromagnetik. Contoh benda feromagnetik adalah besi, nikel, dan kobalt.