PENGANTAR KOMPUTASI MODERN Di Bidang Fisika : Komputasi Solusi Transien Rangkaian Listrik Dengan GGL

Anggota Kelompok:

Alberto Juan Pablo (58412279)

Denny Bayu Listiawan (51412846)

Eka Mahlida (52412410)

Muhammad Gigih Wicaksono (54412960)

Komputasi adalah sebuah proses perhitungan, pemrosesan informasi atau pemecahan masalah dengan menggunakan algoritma. Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu. 

Implementasi komputasi sendiri ada pada berbagai bidang seperti Fisika, Kimia, Biologi, Geografi, Matematika dan Geologi. Kali ini akan dibahas tentang penerapan komputasi modern pada bidang fisika.

Implementasi komputasi modern di bidang fisika disebut juga Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara Fisika,Komputer Sain dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada “Kejadian dan masalah yang komplek pada dunia nyata” baik dengan menggunakan simulasi dan penggunaan algoritma yang tepat.

Penginmplementasian komputasi dibidang fisika ini sudah banyak dijelaskan di artikel ataupun jurnal. Salah satunya akan direview kali ini adalah Komputasi Solusi Transien Rangkaian Listrik dengan GGL Gayut Waktu dengan Sistem Aljabar Komputer REDUCE.

I.     PENDAHULUAN

Dalam elektromagnetisme ada materi rangkaian listrik, namun pada pembahasan ggl (gaya gerak listrik) gayut waktu biasanya penjelasan dibatasi hanya pada ggl yang sinusoidal dan pada saat sistem sudah mencapai keadaan ajeg, yaitu lama setelah ditutupnya saklar pada rangkaian listrik itu. Pada saat membahas keadaan transien, yaitu pada saat-saat yang dekat dengan ditutupnya saklar, biasanya digunakan ggl yang konstan atau ggl yang dihubung pendek.

Disini akan ditentukan solusi ketika sistem dalam keadaan transien dengan ggl yang gayut waktu secara sembarang. Penyelesaian akan dilakukan secara komputatif dengan pemrograman simbolik menggunakan bahasa REDUCE. Penggunaan pemrograman simbolik (Sistem Aljabar Komputer).

II.     METODE DERET

Sistem yang ditinjau yaitu rangkaian listrik yang terdiri atas beberapa lingkaran arus. Dalam setiap lingkaran itu variabel yang bisa digunakan adalah muatan (kapasitor) dan arus listrik (induktor dan resistor).

Solusi transien yang akan ditentukan menyatakan keadaan sistem dekat dengan saat awal t=0 sehingga dalam hal ini metode deret Taylor-McLaurin cocok untuk diterapkan. Besaran muatan listrik Q(t) diperderetkan menjadi deret pangkat terhadap waktu dengan koefisien yang ditentukan dari nilai semua derivatif besaran itu pada saat awal.

III.     BAHASA PEMROGRAMAN REDUCE

Bahasa REDUCE merupakan satu di antara berbagai bahasa pemrograman simbolik yang tersedia di dunia komputasi. Bahasa ini disusun oleh A.C. Hearns (seorang fisikawan) dan pada awalnya digunakan untuk komputasi dalam fisika partikel. Bahasa ini banyak juga digunakan dalam bidang keteknikan bidang fisika, mulai dari mekanika klasik sampai Teori Relativitas Umum dan Mekanika Kuantum. REDUCE mempunyai kemampuan untuk mengolah bilangan bulat, bilangan rasional, bilangan tak rasional dengan ketelitian sangat tinggi dan simbol baik dalam bentuk umum maupun ekspresi matematik. Berdasarkan berbagai pertimbangan itu maka bahasa REDUCE digunakan dalam makalah ini.

IV.     HASIL DAN PEMBAHASAN

Titik pangkal komputasi dalam persoalan ini adalah persamaan E(t)  menyatakan ggl yang gayut waktu. Dengan memilih satuan komputasi yang sesuai maka koefisien-koefisien yang mengandung berbagai tetapan sistem dapat dibuat tak berdimensi. Untuk memudahkan pembahasan maka koefisien-koefisien itu dimisalkan mempunyai nilai tertentu berupa bilanganbilangan real. Demikian pula dicobakan nilai ggl yang gayut waktu secara sembarang.

V.     KESIMPULAN

Komputasi merupakan jembatan antara fisika teori yang simbolik analitik (matematika) dengan fisika eksperimental yang numerik(pengukuran). 

Pemrograman merupakan implementasi dari metode komputasi. Pada jurnal ini ditunjukkan bahwa pemilihan bahasa pemrograman yang tepat akan menghasillkan output dalam bentuk yang diinginkan sesuai dengan tujuan komputasi.

source:

Komputasi Solusi Transien Rangkaian Listrik dengan GGL Gayut Waktu dengan Sistem Aljabar Komputer REDUCE.
Komputasi Modern