medan elektro magnet

Medan Elektromagnetik – hal. 1 / 6

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya

Garis-garis Besar Program Pengajaran Nama Matakuliah Medan Elektromagnetik Nomor Matakuliah PHY211 Semester III Jumlah Kredit 4 sks Jumlah Pertemuan/ minggu 2 kali pertemuan / per minggu (@ 100 menit) Status mata kuliah Wajib Prasyarat/ ko-syarat Matematika Teknik Kompetensi 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10 Buku acuan/ rujukan [1]. J.A. Edminister, ELECTROMAGNETICS,

2ed, Schaum’s Series, McGraw-Hill, 1993. [2]. W. H. Hayt, Engineering Electromagnetics, 5ed, McGraw-Hill, 1989.

Tujuan Instruksional Umum Memahami konsep-konsep dasar dan mampu menganalisis persoalan-persoalan dalam medan listrik, medan magnetik, dan gelombang elektromagnetik

Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa mampu menggunakan diagram vektor, notasi-notasi vektor, dan kalkulus vektor sebagai bahasa medan elektromagnetik untuk memahami hukum Coulomb, Gauss, dan Teorema

Divergensi, serta menggunakannya untuk menganalisis persoalan-persoalan dalam medan muatan elektrostatis seperti potensial, arus dalam konduktor, kapasitansi, material dielektrik, serta persoalan-persoalan yang berkaitan dengan medan magnetik seperti torsi, induktansi, rangkaian magnetik, dan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan medan yang dinamik, termasuk syarat batas, persamaan Maxwell, dan gelombang EM.

Deskripsi Kegiatan Minggu Ke

Topik bahasan Tugas Rujukan

1 1.1 Pendahuluan, Analisa Vektor 1.2 Analisa Vektor

16 s/d 39 [1] hlm. 10-12 [2] Bab 1

2 2.1 Gaya Coulomb, Kuat Medan Elektrik 2.2 Kuat Medan Elektrik

25 s/d 54 [1] hlm. 29-31 [2] Bab 2


3 3.1. Fluks Listrik, Hukum Gauss,

Permukaan Gauss Spesial 3.2. Divergensi, Operator Del, Teorema Divergensi

18 s/d 41

20 s/d 45

[1] hlm. 44-461 [2] Bab 3 [1] hlm. 57-581. [2] Bab 3

4 4.1. Medan Elektrostatik, Kerja, Energi, Potensial 4.2. Gradient, Hubungan E & V, Energi Medan Statis

19 s/d 43 [1] hlm. 73-75 [2] Bab 4

5 5.1. Arus, Kerapatan Arus, Konduktor 5.2. Kontinuitas Arus, Syarat Batas Konduktor-Dielektrik

23 s/d 54 [1] hlm. 91-94 [2] Bab 5

6 6.1. Polarisasi, Permitivitas Relatif, Kapasitansi

6.2. Energi Dalam Kapasitor, Syarat Batas Antar Muka Dua Dielektrik

23 s/d 51 [1] hlm. 110-113 [2] Bab 5

7 7.1. Persamaan Poisson & Laplace, Bentuk-bentuk Eksplisit Persamaan

Laplace, Teorema Keunikan 7.2. Solusi Persamaan Laplace Dalam

Berbagai Koordinat

21 s/d 42 [1] hlm. 130-134 [2] Bab 7

8 8.1. Hukum Biot-Savart, Hukum Ampere 8.2. Hubungan J & H, Potensial

Magnetik, Teorema Stokes

21 s/d 44 [1] hlm. 150-153 [2] Bab 8

9 9.1. Gaya Magnetik Pada Partikel, Kombinasi Medan Elektrik & Magnetik, Gaya Magnetik Pada Elemen Arus

9.2. Kerja & Gaya, Torsi, Momen Magnetik

18 s/d 41 [1] hal 165-168 [2] Bab 9

10 10.1. Induktansi, Hukum Faraday & Induktansi Diri, Induktansi Internal & Mutual

10.2. Rangkaian Magnetik, Kurva B-H, Hukum Ampere Untuk Rangkaian Magnetik

21 s/d 36 [1] hal 188-189 [2] Bab 9

11 11.1. Analisa Rangkaian Magnetik 11.2. Arus Perpindahan

37 s/d 49 [1] hlm. 190-191 [2] Bab 10

12 12.1. EMF Terinduksi 12.2. Syarat Batas Medan Magnetik

16 s/d 31 [1] hlm. 203-204 [2] Bab 10

13 13.1. Persamaan Maxwell, Persamaan Gelombang 13.2 Solusi Untuk Konduktor & Dielektrik

13 s/d 21 [1] hlm. 214-215 [2] Bab 11


14 14.1. Skin Depth, Sudut Kedatangan

Gelombang 14.2 Standing Waves, Power &

Poynting Vector, Review, Persiapan UAS

19 s/d 28

29 s/d 42

[1] hlm. 234-235 [2] Bab 11 [1] hlm. 235-236 [2] Bab 11

Evaluasi sistem perkuliahan: Tugas rumah (PR) dievaluasi tiap minggu Kuiz meliputi materi satu bab atau lebih dalam bentuk esai UTS meliputi materi pertemuan 1 s/d 7 dengan bentuk esai UAS meliputi materi pertemuan 8 s/d 14 dengan bentuk esai Penilaian: Skor Tengah Semester 40% (tugas, kuiz-kuiz, dan ujian tengah semester) Skor Akhir Semester 60% (tugas, kuiz-kuiz, dan ujian akhir semester) STS terdiri dari 30% tugas rumah + 40% nilai kuiz + 30% UTS SAS terdiri dari 30% tugas rumah + 40% nilai kuiz + 30% UAS Catatan:

Tugas rumah harus diserahkan tiap pertemuan pertama dalam minggu kuliah pada awal sebelum kuliah. Keterlambatan penyerahan tugas tidak akan diterima.

UTS dan UAS berlangsung closed-book. Untuk UTS diijinkan hanya membawa satu lembar folio catatan rumus (tidak bolak-balik), sedang untuk UAS boleh membawa catatan rumus satu lembar folio bolak-balik. Pada saat kuiz atau ujian boleh membawa calculator tetapi dilarang menggunakan komputer. Dilarang berbuat curang pada saat kuiz atau ujian. Pada akhir evaluasi akan dilakukan perhitungan grade dan untuk ini tidak diadakan diskusi/negosiasi.


Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya

Satuan Acara Pengajaran

Nama Matakuliah Medan Elektromagnetik Nomor Matakuliah PHY211 Semester III Jumlah Kredit 4 sks Jumlah Pertemuan/ minggu 2 kali (@ 100 menit) Status mata kuliah Wajib Prasyarat/ ko-syarat Matematika Teknik Dosen Ir. A.F.L. Tobing, M.T. E-mail dosen [email protected] Buku acuan/ rujukan

[1]. J.A. Edminister, ELECTROMAGNETICS, 2ed, Schaum’s Series, McGraw-Hill, 1993.

[2]. W. H. Hayt, Engineering Electromagnetics, 5ed, McGraw-Hill, 1989.

No. Tujuan Instruksional Khusus Kompetensi 1 Mampu membuat diagram analisa vektor untuk memahami

hukum Coulomb, Gauss, dan Teorema Divergensi, serta menggunakannya untuk menganalisis persoalan-persoalan dalam medan muatan elektrostatis.

1, 4, 8

2 Mampu menganalisis persoalan-persoalan medan listrik yang ditimbulkan oleh arus dalam konduktor, kapasitansi, dan material dielektrik.

1, 8

3 Mampu menjelaskan konsep-konsep dasar dan mampu menganalisis persoalan-persoalan syarat batas antar medium.

1, 8

4 Mampu menghubungkan dan menjabarkan perhitungan medan listrik dari pengetahuan fungsi potensial dalam suatu daerah (region).

1, 8, 9

5 Mampu memformulasikan fungsi potensial dalam suatu region berdasarkan pengetahuan material konduktor dan harga batas potensial.

1, 8, 9

6 Mampu menjelaskan konsep-konsep dasar dan mampu menganalisis persoalan-persoalan yang berkaitan dengan medan magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik.

1, 8

7 Mampu menganalisis perhitungan-perhitungan gaya dan torsi yang dialami konduktor yang dialiri arus listrik dalam medan magnetik.

1, 8

8 Mampu membuat diagram dan menjabarkan perhitungan induktansi dari pengetahuan geometri dan bahan.

1, 8, 9

9 Mampu menganalisis persoalan-persoalan dalam rangkaian magnetik.

1, 2, 4, 6, 8, 9

10 Mampu menghubungkan arus konduksi dengan arus perpindahan dalam berbagai material dielektrik.

1, 8


11 Mampu menghubungkan pembangkitan medan magnetik oleh

arus listrik dengan pembangkitan tegangan listrik oleh medan magnetik yang berubah terhadap waktu.

1, 2, 8, 9

12 Mampu menjelaskan persamaan-persamaan Maxwell dan mene-rapkannya untuk menganalisis persoalan-persoalan syarat batas.

1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10

13 Mampu memformulasikan persamaan gelombang elektromagnetik dalam koordinat Cartesian.

1, 4, 8, 9

14 Mampu menganalisis persoalan-persoalan gelombang elektromagnetik yang datang pada antar medium atau pada medium udara (free space).

1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10

Deskripsi Kegiatan : TIK Topik bahasan/ sub topik bahasan Teknik

Penyampaian Rujukan

1

- Analisa Vektor : Notasi Vektor, Aljabar Vektor, Sistem Koordinat, Elemen Diferensial Garis, Permukaan, Volume - Gaya Coulomb & Kuat Medan Elektrik : Hukum Coulomb, Kuat Medan Elektrik, Distribusi Muatan, Konfigurasi Muatan Standar - Fluks Listrik & Hukum Gauss : Muatan Neto Pada Suatu Region, Fluks Listrik & Rapat Fluks, Hukum Gauss, Hubungan Rapat Fluks dan Kuat Medan Elektrik, Permukaan Khusus Gauss - Divergensi &; Teorema Divergensi : Divergensi, Divergensi Dalam koordinat Cartesian, Divergensi D, Operator Del, Teorema Divergensi - Medan Elektrostatik : Kerja, Energi, dan Potensial: Kerja untuk menggerakkan muatan titik, Sifat konservatif medan elektrostatik, Potensial elektrik antara dua titik, Potensial muatan titik, Potensial distribusi muatan,

LCD, OHP, CERAMAH, DEMONSTRASI, DISKUSI

[1] 1 s/d 75 [2] Bab 1, 2, 3, 4.

2

- Arus, Rapat arus, dan konduktor : Muatan bergerak, rapat arus konveksi, rapat arus konduksi, konduktivitas, arus I, rapat lembaran arus K.

LCD, OHP, CERAMAH, DISKUSI

[1] 76 s/d 82 [2] Bab 5.

3 - Kontinuitas Arus, Syarat Batas Konduktor-Dielektrik


[1] 82 s/d 94 [2] Bab 5.

4 - Gradient, Hubungan antara E dan V, Energi medan statik


[1] 62 s/d 65 [2] Bab 4.

5 - Persamaan Laplace, Teorema Keunikan

OHP, CERAMAH, DISKUSI

[1] 114 s/d 134 [2] Bab 7.


6 - Hukum Ampere dan Medan Magnetik LCD, OHP, CERAMAH, DISKUSI

[1] 135 s/d 153 [2] Bab 8.

7 - Gaya dan Torsi dalam Medan Magnetik


[1] 154 s/d 168 [2] Bab 9.

8 - Induktansi dan Rangkaian Magnetik LCD, OHP, CERAMAH, DISKUSI

[1] 169 s/d 191 [2] Bab 9.

9 - Rangkaian Magnetik, Kurva B-H, dan Hukum Ampere


[1] 173 s/d 191 [2] Bab 9.

10 - Arus Perpindahan LCD, OHP, CERAMAH, DISKUSI

[1]192 s/d 193, 197-198 [2] Bab 10.

11 - EMF Terinduksi LCD, OHP, CERAMAH, DISKUSI

[1] 194 s/d 204 [2] Bab 9.

12 - Persamaan Maxwell dan Syarat batas LCD, OHP, CERAMAH, DISKUSI

[1] 203 s/d 215 [2] Bab 10.

13 - Persamaan Gelombang dan Solusi untuk berbagai medium


[1] 216 s/d 220 [2] Bab 11.

14 - Sudut datang gelombang dan Poynting Vector


[1] 221 s/d 236 [2] Bab 11.

Evaluasi sistem perkuliahan: Tugas rumah (PR) dievaluasi tiap minggu Kuiz meliputi materi satu bab atau lebih dalam bentuk esai UTS meliputi materi pertemuan 1 s/d 7dengan bentuk esai UAS meliputi materi pertemuan 8s/d 14dengan bentuk esai Penilaian: Skor Tengah Semester 40% (tugas, kuiz-kuiz, dan ujian tengah semester) Skor Akhir Semester 60% (tugas, kuiz-kuiz, dan ujian akhir semester) STS terdiri dari 30% tugas rumah + 40% nilai kuiz + 30% UTS SAS terdiri dari 30% tugas rumah + 40% nilai kuiz + 30% UAS Catatan Tugas rumah harus diserahkan tiap pertemuan pertama dalam minggu kuliah pada awal sebelum kuliah. Keterlambatan penyerahan tugas tidak akan diterima. UTS dan UAS berlangsung closed-book. Untuk UTS diijinkan hanya membawa satu lembar folio catatan rumus (tidak bolak-balik), sedang untuk UAS boleh membawa catatan rumus satu lembar folio bolak-balik. Pada saat kuiz atau ujian boleh membawa calculator tetapi dilarang menggunakan komputer. Dilarang berbuat curang pada saat kuiz atau ujian. Pada akhir evaluasi akan dilakukan perhitungan grade dan untuk ini tidak diadakan diskusi/negosiasi.

medan elektro magnet

Documents