Pengertian Transistor, Jenis, dan Karakteristik

Transistor

Pengertian Transistor

Pengertian Transistor, Jenis, dan Karakteristik. Transistor adalah salah satu komponen yang selalu ada di setiap rangkaian elektronika, seperti radio, televisi, handphone, lampu flip-flop dll. Fungsi dari komponen ini sangatlah penting. Kebanyakan, transistor digunakan untuk kebutuhan penyambungan dan pemutusan (switching), seperti halnya saklar. Yaitu untuk memutus atau menyambungkan arus listrik. Selain itu transistor juga berfungsi sebagai penguat (amplifier), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal, dan banyak lagi. Keinginan kita untuk merubah fungsi transistor ini adalah dari pemilihan jenis transistor atau dengan cara perangkaian sirkit transistor itu sendiri. Dengan banyaknya fungsi itu, komponen transistor banyak sekali digunakan di dalam rangkaian elektronika.

Jenis-jenis transistor dibedakan berdasarkan arus inputnya BJT (Bipolar Junction Transistor) atau tegangan inputnya FET (Field Effect Transistor). Yang membedakan transistor dengan komponen lain, adalah memiliki 3 kaki utama, yaitu Base (B), Collector, (C) dan Emitter (E). dimana base  terdapat arus yang sangat kecil, yang berguna untuk mengatur arus dan tegangan yang ada pada Emitor, pada keluaran arus Kolektor. Sehingga apabila terdapat arus pada basis, tegangan yang besar pada kolektor akan mengalir menuju emitor.

Bahan dasar pembuatan transistor itu sendiri atara lain Germanium, Silikon, Galium Arsenide. Sedangkan kemasan dari transistor itu sendiri biasanya terbuat dari Plastik, Metal, Surface Mount, dan ada juga beberapa transistor yang dikemas dalam satu wadah yang disebut IC (Intregeted Circuit).

Contoh penggunaan transistor dalam rangkaian analog, adalah digunakan untuk fungsi amplifier (penguat), rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

Sejarah transistor

Di pertengahan 1940-an sekelompok ilmuwan yang bekerja di Bell Telephone Labs di Murray Hill, New Jersey, merintis penemuan divais untuk menggantikan teknologi tabung hampa (vacuum tube) saat itu. Tabung hampa menjadi satu-satunya teknologi saat itu untuk menguatkan sinyal atau sebagai saklar dalam elektronika. Masalahnya ialah tabung hampa sangat mahal, mengkonsumsi banyak daya listrik, panas, dan tak-relieable, sehingga perlu perawatan ekstra.

Para ilmuwan tersebut (yang berhasil menemukan transistor pada 1947) ialah  John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley. Bardeen (Ph.D. dalam matematika dan fisika dari Princeton University) merupakan spesialis dalam sifat menghantarkan elektron dari semikonduktor. Brattain (Ph.D., ahli dalam struktur atom zat padat pada permukaan dan fisika zat padat). Shockley (Ph.D., pemimpin riset transistor di Bell Labs).

Jenis-Jenis Transistor

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

Materi semikonduktor         : Germanium, Silikon, Gallium Arsenide

Kemasan fisik                      : Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC

Tipe                                     : UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET

Polaritas                              : NPN atau N-channel, PNP atau P-channel

Maximum kapasitas daya     : Low Power, Medium Power, High Power

Maximum frekuensi kerja     : Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave

Aplikasi                               : Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

Bipolar junction transistor (BJT)

Bipolar junction transistor (BJT) adalah jenis transistor yang memiliki tiga kaki, yaitu (Basis, Kolektor, dan Emitor) dan di pisah menjadi dua arah aliran, positif dan negatif. Aliran positif dan negatif  diantara Basis dan Emitor terdapat tegangan dari 0v sampai 6v tergantung pada besar tegangan sumber yang dipakai. Dan besar tegangan tersebut merupakan parameter utama transistor tipe BJT. Tidak seperti Field Effect transistor (FET), arus yang dialirkan hanya terdapat pada satu jenis pembawaan (Elektron atau Holes). Di BJT, arus dialirkan dari dua tipe pembawaan (Elektron dan Holes), hal tersebut yang dinamakan dengan Bipolar

Ada dua jenis tipe transistor BJT, yaitu tipe PNP dan NPN. Dimana NPN, terdapat dua daerah negatif yang dipisah dengan satu daerah positif. Dan PNP, terdapat dua daerah positif yang dipisah dengan daerah negatif.

NPN

Transistor NPN

Pada transistor jenis NPN terdapat arah arus aliran yang berbeda dengan transistor jenis PNP, dimana NPN mengalir arus dari kolektor ke emitor. Dan pada NPN, untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Cara kerja NPN adalah ketika tegangan yang mengenai  kaki basis, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan berlogika 1 (aktif). Dan apabila arus yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali.

Contoh gambar rangkaian penggunaan transistor PNP:

sirkuit sederhana transistor NPN

PNP

Transistor PNP

Pada PNP, terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor berlogika 0 (off). Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor, hal yang berbeda dengan NPN, yaitu arus mengalir pada kolektor ke emitor. Penggunaan transistor jenis ini mulai jarang digunakan. Dibanding dengan NPN, transistor jenis PNP  mulai sulit ditemukan dipasaran

Contoh gambar rangkaian penggunaan transistor PNP:

sirkuit sederhana transistor PNP

Karaktersitik dan daerah kerja

Transistor BJT digunakan untuk 3 penggunaan berbeda: mode cut off, mode linear amplifier, dan mode saturasi. Penggunaan fungsi transistor bisa menggunakan karakteristik dari masing-masing daerah kerja ini. Selain untuk membuat fungsi daripada transistor, karakteristik transistor juga dapat digunakan untuk menganalisa arus dan tegangan transistor

Karakteristik daerah kerja transistor

Karakteristik dari masing-masing daerah operasi transistor tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

•             Daerah Potong (cutoff):

Dioda Emiter diberi prategangan mundur. Akibatnya, tidak terjadi pergerakan elektron, sehingga arus Basis, IB = 0. Demikian juga, arus Kolektor, IC = 0, atau disebut ICEO (Arus Kolektor ke Emiter dengan harga arus Basis adalah 0).

•             Daerah Saturasi

Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda  Kolektor juga diberi prategangan maju. Akibatnya, arus Kolektor, IC, akan mencapai harga maksimum, tanpa bergantung kepada arus Basis, IB, dan βdc. Hal ini, menyebabkan Transistor menjadi komponen yang tidak dapat dikendalikan. Untuk menghindari daerah ini, Dioda Kolektor harus diberi prateganan mundur, dengan tegangan melebihi VCE(sat), yaitu tegangan yang menyebabkan Dioda Kolektor saturasi.

•             Daerah Aktif

Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda Kolektor diberi prategangan mundur. Terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:

atau

sebagaimana penjelasan pada bagian sebelumnya. Transistor menjadi komponen yang dapat dikendalikan. 

•             Daerah Breakdown

Dioda Kolektor diberiprategangan mundur yang melebihi tegangan Breakdown-nya, BVCEO (tegangan breakdown dimana tegangan Kolektor ke Emiter saat Arus Basis adalah nol). Sehingga arus Kolektor, IC, melebihi spesifikasi yang dibolehkan. Transistor dapat mengalami kerusakan.

Contoh sederhana penggunaan transistor tipe NPN dengan fungsi switching

contoh penggunaan transistor NPN

Ketika saklar (switch) diaktifakan, maka terdapat arus yang mengalir pada resistor 1k dan menuju basis transistor. Ketika basis transistor terdapat arus, maka arus yang berada pada kolektor juga mengalir pada emitor yang mengakibatkan lampu menyala, karena lampu berada pada aliran tertutup (close circuit).   

Field Effect Transistor (FET)

Field Effect Transistor adalah jenis transistor yang dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal untuk mengontrol komponen yang lain. Komponen Transistor efek medan (field-effect transistor = FET) mempunyai fungsi yang hampir sama dengan transistor bipolar. Meskipun demikian antara FET dan transistor bipolar terdapat beberapa perbedaan yang mendasar. Perbedaan utama antara kedua jenis transistor tersebut adalah bahwa dalam transistor bipolar arus output (Ic) dikendalikan oleh arus input (Ib). Sedangkan dalam FET arus output (ID) dikendalikan oleh tegangan input (Vgs), karena arus input adalah nol. Sehingga resistansi input FET sangat besar, dalam orde puluhan megaohm. 

Transistor efek medan mempunyai keunggulan lebih stabil terhadap temperatur dan konstruksinya lebih kecil serta pembuatannya lebih mudah dari transistor bipolar, sehingga amat bermanfaat untuk pembuatan keping rangkaian terpadu. FET bekerja atas aliran pembawa mayoritas saja, sehingga FET cenderung membangkitkan noise (desah) lebih kecil dari pada transistor bipolar. Namun umumnya transistor  bipolar lebih peka terhadap input, atau dengan kata lain penguatannya lebih besar. Disamping itu transistor bipolar mempunyai linieritas yang lebih baik dan respon frekuensi yang lebih lebar. Jenis dari transistor FET itu sendiri adalah JFET dan MOFET 

Junction Field Effect Transistor (JFET)

Keluarga FET yang penting lainnya adalah JFET (Junction Field Efect Transistor) dan MOSFET (Metal-Oxide Semiconduktor Field-Effect Transistor). JFET terdiri atas kanal-P dan Kanal N. JFET adalah komponen tiga terminal dimana salah satu terminal dapat mengontrol arus antara dua terminal lainnya. JFET terdiri atas dua jenis, yakni kanal-N dan kanal-P, sebagaimana transistor terdapat jenis NPN dan PNP. Pada umumnya penjelasan tentang JFET adalah kanal-N, karena kanal-P adalah kebalikannya.

Transistor JFET

JFET terdiri dari suatu channel (saluran) yang terbuat dari sekeping semikonduktor (misalnya tipe N). pada saluran ini ditempelkan dua bagian yang terbuat dari semikonduktor jenis yang berbeda (misalnya tipe P). bagian ini disebut Gate. Dan pada bagian lain, ujung bawah di sebut source sedangkan ujung atas disebut drain (sesuai gambar).

 Cara kerja JFET

jika channel antara source dengan drain cukup lebar maka elektrok akan mengalir dari source ke drain, hal ini sama seperti hukum GGL. dimana beda potensial tinggi ke potensial rendah. Dan jika channel ini menyempit, maka aliran elektron akan berkurang atau berhenti sama sekali. Lebar channel sangat ditentukan oleh Vgs (Tegangan antara Gate dengan Source). Ilustrasinya seperti gambar berikut

Drain harus lebih positif dari source sedangkan gate harus lebih negatif dari source. Jika tegangan gate cukup negatif, maka lapisan pengosongan akan saling bersentuhan sehingga saluran akan terjepit sehingga Id = 0. Tegangan Vgs ini kadang-kadang disebut sebagai tegangan pinch-off (pinch-off voltage) dan besarnya tegangan ini ditentukan oleh karakteristik JFET.

Sambungan gate dengan source merupakan diode silicon yang diberi prategangan terbalik sehingga idealnya tidak ada arus yang mengalir. Dengan demikian maka Is = Id. Karena tidak ada arus yang mengalir ke gate maka resistansi masukan JFET sangat tinggi (puluhan sampai ratusan Mega OHM)

Contoh pemasangan JFET

Penggunaan JFET sangat sesuai untuk aplikasi yang membutuhkan resistansi masukan yang tinggi. Sedangkan kekurangannya adalah untuk menghasilkan perubahan Id yang besar, diperlukan perubahan Vg yang besar.

Metal Oxide Semiconduktor Field Effect Transistor (MOSFET)          

Transistor MOSFET

MOSFET (Metal Oxide Semiconduktor Field Effect Transistor) adalah suatu transistor dari bahan semiconduktor (silicon) dengan tingkat konsentrasi ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidak murnian ini akan menentukan jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe–N (NMOS) dan transistor MOSFET tipe-P (PMOS). 

Bahan silicon digunakan sebagai landasan (subsrat) dari penguras (drain), dan sumber (source), dan gerbang (gate). Selanjutnya transistor dibuat sedemikian rupa agar antara subsrat dan gerbangnya dibatasi oleh oksida silicon yang sangat tipis. Oksida ini diendapkan diatas sisi kiri dari kanal, sehingga transistor MOSFET akan mempunyai kelebihan dibanding dengan transistor BJT (Bipolar Junction Transistor) yaitu menghasilkan daya rendah.

Cara kerja MOSFET dibedakan menjadi dua yaitu:

transistor mode depletion

1.      1. Transistor Mode Pengosongan (Transistor Mode Depletion)

Pada transistor mode depletion, antara drain dan source terdapat saluran yang menghubungkan dua terminal tersebut, dimana saluran tersebut terdapat fungsi sebagai saluran tempat mengalirnya elektron bebas. Lebar dari saluran itu sendiri dapat dikendalikan oleh tegangan gerbang. Transistor MOSFET mode pengosongan terdiri dari tipe-N dan tipe-P

transistor mode enchancement

2.      2, Transistor Mode Peningkatan (transistor Mode Enchancement)

Transistor mode enchancement ini pada fisiknya tidak memiliki saluran antara drain dan source nya karena lapisan bulk meluas dengan lapisan SiO2 pada terminal gate. Transistor MOSFET mode peningkatan terdiri dari tipe-N dan Tipe-P

Dilihat dari jenis saluran yang digunakan, transistor MOSFET dapat dikelompokkan menjadi tiga, antara lain:

1. NMOS

2. PMOS

3. CMOS

Semoga ilmu tentang pengertian transistor ini, dapat berguna dan mempunyai manfaat yang lebih. Trimakasih

tags: pengertian transistor, jenis-jenis transistor, transistor dan karakteristik, pengertian BJT, NPN dan PNP, pengertian transistor JFET MOSFET, daerah kerja transistor, field effect transistor, cara memasang transistor

Liem F1 UWT, Turbin Angin Sebagai Tenaga Alternatif di Daerah Perkotaan

Liem F1 UWT

Turbin angin dengan metode Archimedes dengan bentuk yang mirip dengan kerang, turbin ini bernama Liem F1 Urban Wind Turbin (Liem F1 UWT). Turbin angin adalah salah satu alternatif pembangkit tenaga listrik yang saat ini banyak mengalami perkembangan (green energy).

Turbin angin adalah salah satu alternatif pembangkit tenaga listrik yang saat ini banyak mengalami perkembangan (green energy) . Karena salah satu kekurangan yang dimiliki turbin angin sendiri, adalah minimnya efisiensi yang didapatkan dari tenaga angin itu sendiri. Oleh karena itu perlu dilakukan perkembangan yang lebih lanjut.

Turbin angin dengan metode Archimedes dengan bentuk yang mirip dengan kerang, memiliki efisiensi hingga 80%. turbin ini bernama Liem F1 Urban Wind Turbin (Liem F1 UWT). Seperti yang tertera pada situs resminya. Turbin ini berjenis Urban Wind Turbin (UWT) adalah salah satu jenis pembangkit listrik perkotaan. Dengan kata lain turbin ini cocok untuk digunakan oleh rumah-rumah untuk kebutuhan energi listrik. Selain daripada pembangkit listrik sel surya, seperti yang pernah anda lihat di perumahan-perumahan pada umumnya, Liem turbin ini merupakan jenis green energi yang bisa dijadikan alternatif lain selain panel surya

Liem Turbin ini adalah turbin angin kecil dengan diameter 1,5 meter dan berat sekitar 55 kilogram. Karena ukuran dan beratnya yang kecil ini, liem turbin dapat diinstal di hampir semua dinding atau atap. Di belanda turbin ini bisa menaikkan dari 300 sampai 2.500 kwh per tahun pada kecepatan angin rata-rata  sebesar 4,5 m/s . Ini diukur pada ketinggian 10 meter (tinggi - tinggi rata-rata dari atap rumah bertingkat). Berikut ini adalah detail spesifikasi Liem F1 UWT

Spesifikasi Liem Turbin (Sumber: dearchimedes.com)

Ketika mempertimbangkan bahwa ketinggian rata-rata rumah di Belanda, maka akan mendapatkan sekitar 3300 kWh (kilowatt jam) setiap tahun. Nilai itu hampir memenuhi setengah kebutuhan energi listrik rumah tangga pada umumnya, turbin ini bisa menggantikan pembayaran yang di keluarkan untuk konsumsi listrik rumah tangga di Belanda, dan itu dari sebuah angin berkecepatan 4,5 m/s . Jika Anda memiliki kurang dari 4,5 m/s rata-rata kecepatan  angin, maka penempatan turbin liem ini akan melebihi 10 m. Kincir angin dengan metode Archimedes ini mempunyai sekitar 80% efisiensi energi dari pick angin dengan bentuk alami. 

Kurva perbandingan antara tenaga angin dengan tenaga listrik yang dihasilkan (sumber: dearchimedes.com)

Turbin ini adalah kecil, tenang dan terjangkau. Dan membuat suara kebisingan yang tidak lebih sama dengan suara di halaman rumah dan karena itu Anda tidak akan mendengarnya. Kebisingan ini menghasilkan lebih dari 45 desibel dalam kondisi kerja (50 desibel untuk hujan, dan suara hutan). Dan bisa dikatakan telah menyatu dengan angin.

Untuk meninggkatkan pembangkitan energi listrik  dapat ditambahkan beberapa kincir angin disepanjang  atap rumah. Setiap kincir angin ini bekerja dengan mengumpulkan arah angin ke arah dalam dan dengan demikian tidak terpengaruh oleh turbin angin lainnya. Jadi turbin-turbin tersebut tidak mengambil angin masing-masing turbin, seperti dalam turbin angin konvensional yang sering terjadi. Juga, ada kombinasi  dengan panel surya sehingga kebutuhan energi semakin tercukupi.

sumber

http://dearchimedes.com
http://dearchimedes.com/charts-data/ 

Mesin SABRE, Pesawat Konvensional yang Dapat Keluar Angkasa

prototipe Pesawat SABRE yang di simpan di musium sains

SABRE berada di jantung mesin roket yang dirancang untuk pesawat konvensional langsung ke angkasa (satu tahap ke orbit) untuk memungkinkan akses ruang efektif yang handal, responsif dan biaya, dan dalam konfigurasi yang berbeda untuk memungkinkan pesawat melakukan penerbangan pada kecepatan tinggi (lima kali kecepatan suara) di atmosfer.

Di masa lalu, upaya untuk merancang satu tahap ke orbit sistem propulsi telah gagal sebagian besar disebabkan oleh berat suatu pengoksidasi on-board seperti oksigen cair, yang dibutuhkan oleh mesin roket konvensional. Salah satu solusi yang mungkin untuk mengurangi jumlah oksidator on-board yang dibutuhkan adalah dengan menggunakan oksigen yang sudah ada di atmosfer dalam proses pembakaran seperti mesin jet biasa. Ini penghematan berat dan akan memungkinkan transisi tunggal dari menggunakan kendaraan peluncur multi-tahap untuk multi-stage penggunaan kendaraan peluncur tunggal.


SABRE adalah mesin pertama yang mencapai tujuan ini dengan beroperasi dalam dua mode roket: awalnya dalam mode bernapas dan kemudian dalam mode roket konvensional:

1. Modus menghirup udara - mesin roket menggunakan udara atmosfer sebagai sumber oksigen (seperti dalam mesin jet yang khas) untuk membakar dengan bahan bakar hidrogen cair dalam ruang pembakaran roket

2. Modus roket konvensional - mesin berada di atas atmosfer dan transisi menggunakan konvensional on-board oksigen cair.

Dalam kedua modus dorong yang dihasilkan menggunakan ruang pembakaran roket dan nozel. Hal ini dimungkinkan melalui sintesis dari unsur roket dan teknologi turbin gas.

Pendekatan ini memungkinkan kendaraan bertenaga SABRE untuk menyimpan membawa lebih dari 250 ton oksidan on-board dalam perjalanan mereka ke orbit, dan menghilangkan kebutuhan untuk tahap besar, menggunakanya pertama yang disingkirkan setelah oksidan yang dikandungnya telah habis, yang memungkinkan pengembangan pertama sepenuhnya kendaraan akses ruang dapat digunakan kembali seperti Skylon.

Sementara ini terdengar sederhana, masalahnya adalah bahwa dalam modus bernapas, udara harus dikompresi menjadi sekitar 140 atmosfer sebelum injeksi ke dalam ruang pembakaran yang menimbulkan suhu sangat tinggi sehingga akan meleleh setiap bahan yang diketahui. SABRE menghindari ini dengan terlebih dahulu memakai pendinginan udara untuk di gunakan  sebagai penukar panas Pra-dingin (precooler) sampai hampir cair. Kemudian kompresor turbo yang relatif konvensional menggunakan teknologi mesin jet dapat digunakan untuk memampatkan udara ke tekanan yang dibutuhkan.

Ini berarti ketika SABRE berada di atmosfer bumi mesin bisa menggunakan udara untuk membakar dengan bahan bakar hidrogen daripada oksigen cair seperti yang digunakan ketika dalam modus roket, dan  memberikan 8 kali lipat perbaikan dalam konsumsi propelan. Modus bernapas dapat digunakan sampai mesin telah mencapai lebih dari 5 kali kecepatan suara dan ketinggian 25 kilometer yang merupakan 20% dari kecepatan dan 20% dari ketinggian yang dibutuhkan untuk mencapai orbit. Sisanya 80% dapat dicapai dengan menggunakan mesin SABRE dalam mode roket.

Untuk akses ruang, dorong selama bernapas pendakian adalah variabel tetapi sekitar 200 ton per mesin. Selama pendakian roket ini meningkat menjadi 300 ton tetapi kemudian mencekik bawah menuju akhir pendakian untuk membatasi percepatan longitudinal untuk 3.0g.


Evolusi Engine Siklus SABRE

Desain SABRE berevolusi dari Mesin Siklus Liquid-Air (LACE) yang memiliki ruang pembakaran roket tunggal dengan pompa terkait, pra-burner dan nosel yang digunakan dalam kedua mode. Mesin LACE menggunakan kapasitas pendinginan kriogenik bahan bakar hidrogen cair untuk mencairkan udara yang masuk sebelum memompa. Sayangnya, mencairkan udara dalam jenis siklus memerlukan aliran bahan bakar yang sangat tinggi.

Ini kesalahan yang harus dihindari di mesin SABRE, yang hanya mendingin udara untuk batas uap dan menghindari pencairan, sehingga mengurangi kebutuhan pendinginan dan aliran bahan bakar hidrogen cair. Hal ini juga memungkinkan penggunaan kompresor turbo yang relatif konvensional dan menghindari kebutuhan untuk kondensor udara.

Mesin SABRE pada dasarnya adalah sebuah siklus mesin roket tertutup dengan tambahan pre-cooled turbo kompresor untuk memberikan tekanan pasokan udara yang tinggi ke ruang bakar. Hal ini memungkinkan operasi dari nol kecepatan maju di landasan pacu dan hingga Mach 5,5 dalam mode bernapas selama pendakian. Sebagai kerapatan udara jatuh dengan ketinggian mesin akhirnya beralih ke roket murni mendorong kendaraannya (misalnya Skylon) ke kecepatan orbital (sekitar Mach 25).

Diagram menunjukkan dalam bentuk yang disederhanakan siklus SABRE lengkap. Udara dari intake (biru) ditampilkan akan meskipun Pra-cooler dan ke kompresor. Pendinginan dicapai dengan helium (hijau) yang telah dirinya didinginkan oleh HX4 menggunakan bahan bakar hidrogen cair (ungu). Setelah itu telah meninggalkan Pra-pendingin helium selanjutnya dipanaskan di HX3 oleh produk-produk dari Pra-burner untuk memberikan energi yang cukup untuk menggerakkan turbin dan hidrogen cair (LH2) pompa.

Dalam mode roket HX3 menyediakan semua energi untuk menggerakkan pompa LH2 dan oksigen cair (LOX) pompa dalam mesin. Menggunakan kembali panas dengan cara ini meningkatkan efisiensi mesin.

Sebagai diagram siklus, menggambarkan penggunaan penukar panas ringan yang diperlukan dalam mesin SABRE dan merupakan inovasi teknologi kunci untuk memungkinkan mesin SABRE untuk dikembangkan.

Animasi di bawah ini menunjukkan siklus SABRE dalam bentuk disederhanakan.


Anatomy mesin SABRE

Guncangan Otak Meningkatkan Kemampuan Matematika, apakah bisa ?

Guncangan Otak Meningkatkan Kemampuan Matematika

Stimulasi otak listrik diuntungkan pelajaran selama berbulan-bulan, tapi kritikus menunjuk ke ukuran kecil penelitian

Tiga kecerdasan dasar yaitu membaca, menulis dan berhitung bisa menjadi empat. Stimulasi listrik acak, teknik yang menerapkan arus lembut melalui tengkorak, menyebabkan dorongan jangka panjang dalam kecepatan perhitungan mental, studi laboratorium kecil mahasiswa telah ditemukan.

Jika stimulasi otak mengganggu dan terbukti aman dan efektif dalam uji kelas yang lebih besar, teknologi bisa meningkatkan bentuk-bentuk tradisional penelitian, kata Roi Cohen Kadosh, ahli syaraf kognitif di University of Oxford, Inggris, yang memimpin penelitian. "Beberapa orang akan mengatakan bahwa mereka yang buruk di matematika akan tetap buruk. Itu tidak mungkin terjadi. "

Tim Cohen Kadosh menjadi berita tahun 2010, ketika itu menunjukkan bahwa bentuk yang berbeda dari sentakan listrik  transkranial stimulasi arus searah (TDCS) - membantu relawan untuk belajar dan mengingat sistem nomor terdiri dari simbol asing.

Dalam TDCS, arus listrik terus menerus antara elektroda ditempatkan pada bagian yang berbeda dari kulit kepala, mengaktifkan neuron di satu area dan menenangkan mereka di bagian lain. Rasanya seperti bayi menarik-narik lembut pada rambut Anda. Sebaliknya, dengan transkranial stimulasi acak-noise (TRNS), "orang bertanya 'apakah Anda yakin itu?'" Kata Cohen Kadosh. Seperti namanya, teknik ini melibatkan arus listrik yang mengalir melalui elektroda dalam pulsa acak, mengaktifkan neuron di beberapa daerah otak. Tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa metode tersebut tidak aman, katanya.

Dalam studi terbaru, timnya bertugas 25 siswa Oxford dengan menghafal fakta-fakta matematika (seperti 2 x 17 = 34) dan perhitungan lebih rumit (misalnya, 32 - 17 + 5). Tiga belas relawan menerima TRNS ke korteks prefrontal, bagian dari otak yang terlibat dalam kognisi yang lebih tinggi, saat melakukan masalah ini selama lima hari berturut-turut. Mereka menjadi lebih cepat pada kedua tugas daripada relawan dalam kelompok kontrol, yang dirangsang dengan listrik hanya sebentar.

Uji Surprise

Para relawan (dan peneliti mereka) berpikir bahwa studi ini akan berakhir di sana. Tapi enam bulan kemudian, tim Cohen Kadosh punya 12 dari mereka kembali di laboratorium dan diuji seberapa cepat dan akurat mereka menjawab masalah matematika yang sama - kali ini tanpa stimulasi listrik.

Keenam relawan kembali yang sebelumnya menerima rangsangan yang rata-rata 28%, atau lebih dari satu detik, lebih cepat daripada kelompok kontrol pada benar menjawab masalah yang melibatkan perhitungan. Ketika tim Cohen Kadosh yang mereka uji untuk belajar menghafal, mereka tidak menemukan perbedaan antara dua kelompok. Hasilnya diterbitkan hari ini di Current Biology.

Para peneliti juga mengukur aktivitas otak partisipan dengan alat yang disebut spektroskopi inframerah-dekat, yang mengukur perubahan dalam aliran darah ke daerah tertentu dari otak. Mereka menemukan bahwa setelah enam bulan, aktivitas korteks prefrontal selama perhitungan memuncak lebih cepat pada sukarelawan yang telah menerima stimulasi daripada kelompok kontrol. Cohen Kadosh berspekulasi bahwa perbaikan matematika, dalam bagian, hasil pengolahan kognitif yang lebih efisien.

"Penemuan ini sangat menarik," kata Daniel Ansari, seorang neuroscientist kognitif di University of Western Ontario di London, Kanada, namun ia tidak menemukan perbaikan jangka panjang yang luar biasa, karena jumlah kecil sukarelawan yang kembali untuk pengujian. Ansari menambahkan bahwa temuan harus diterapkan pada kelas dengan hati-hati. "Pelatihan yang digunakan di sini adalah sangat dibikin dan tidak menyerupai cara di mana keterampilan matematika biasanya diperoleh," katanya.

Cohen Kadosh berharap untuk mencari pendanaan untuk menguji stimulasi otak listrik di kalangan murid nyata di ruang kelas, bukan di laboratorium dengan mahasiswa di salah satu universitas terkemuka di dunia. Dia mengatakan bahwa pendekatan baru sangat diperlukan untuk membantu sekitar 20% dari anak-anak yang mengalami kesulitan belajar matematika yang signifikan.

Mesin-mesin yang menghasilkan TRNS belum tersedia secara luas, namun mesin TDCS dapat memiliki beberapa ratus dolar dan membuat kurang. Kadosh menerima reguler e-mail dari orang yang meminta rekomendasi untuk stimulasi otak, atau penjelasan mengapa hal itu tidak bekerja untuk mereka. Dia tidak merekomendasikan pendekatan: "Jangan coba-coba di rumah," katanya.

sumber: Nature Megazine

Penemuan Sumber Mata Air yang Berumur 2,64 miliar tahun

Penemuan Sumber Mata Air yang Berumur 2,64 miliar tahun

Pencarian pada tanda-tanda aktivitas mikroba terisolasi di kerak bumi.

24 Mei 2013

Para ilmuwan yang bekerja 2,4 kilometer di bawah permukaan bumi di tambang Kanada telah menemukan sumber mata air yang tetap terisolasi selama setidaknya satu miliar tahun. Para peneliti mengatakan mereka belum tahu apakah sesuatu telah tinggal di sepanjang waktu ini, tapi air mengandung tingkat tinggi kadar metana dan hidrogen, zat yang tepat untuk mendukung kehidupan.

Penyaringan air dari lantai tambang Ontario mendalam telah terperangkap di bawah tanah selama lebih dari satu miliar tahun. Ini gelembung gas dengan membawa nutrisi yang bisa menopang kehidupan mikroba.

Kantong micrometre skala mineral miliaran tahun dapat menahan air yang terperangkap selama pembentukan mineral . Tapi tidak ada sumber mata air yang mengalir bebas melewati celah atau pori-pori yang saling berhubungan dalam kerak bumi sebelumnya telah ditunjukkan untuk tinggal terisolasi selama lebih dari puluhan juta tahun.

"Kami mengharapkan cairan ini menjadi mungkin puluhan, bahkan mungkin ratusan juta tahun," kata Chris Ballentine, seorang ahli geokimia di University of Manchester, Inggris. Dia dan timnya cermat menangkap air yang mengalir melalui patah tulang pada deposit sulfida 2,7 miliar tahun di sebuah tambang tembaga dan seng dekat Timmins, Ontario, memastikan bahwa air tidak kontak langsung dengan udara tambang.

Sampai saat ini, tim menggunakan tiga baris bukti, semua didasarkan pada jumlah relatif berbagai isotop gas mulia hadir dalam air. Para penulis menentukan bahwa cairan tidak bisa berinteraksi  dengan atmosfer bumi dan begitu berada di permukaan planet untuk setidaknya 1 miliar tahun, dan mungkin selama 2,64 miliar tahun, tidak lama setelah batu itu mengalir melalui terbentuk.

"Sangat aneh"

"Komposisi isotop yang mereka lihat dalam sampel ini sangat aneh, dan penjelasan lebih disukai dalam artikel tampaknya saya yang paling mungkin," kata Pete Burnard, seorang ahli geokimia di Pusat petrografi dan geokimia Penelitian di Vandoeuvre-les-Nancy , Prancis. "Untuk saat ini, saya pikir kita harus menyimpulkan bahwa ada cairan 1,5 miliar tahun terperangkap dalam kerak bumi."

Temuan ini "sangat menarik", Ballentine mengatakan, karena cairan membawa bahan yang diperlukan untuk mendukung kehidupan. Air terisolasi, katanya, memberikan "bioma terpencil, ekosistem, di mana kehidupan, Anda bisa berspekulasi, mungkin bahkan berasal".

Temuan ini juga dapat memiliki implikasi untuk kehidupan di Mars, Ballentine mengatakan, meskipun ia mengakui bahwa idenya adalah spekulatif. Permukaan Mars pernah diadakan air dan batuan yang secara kimiawi tidak berbeda dari yang di bumi, katanya. "Tidak ada alasan untuk berpikir sama sistem cairan saling tidak ada di sana.

sumber: Nature

Deforestasi melemahkan Viabilitas Masa Depan Proyek PLTA Sungai Amazon Brasil

Amazon Basin adalah pusat tenaga air di dunia dimana terdapat tanaman hujan yang memberikan wilayah rimbun dedaunan yang membuat tujuan utama untuk pengembang berusaha untuk memanfaatkan sumber energi terbarukan ini. Tapi keberlanjutan jangka panjang dari proyek-proyek ini, yang menggunakan aliran alami air untuk menghasilkan listrik, kini di bawah pengawasan.

Sebuah studi baru dari Belo Monte Dam, salah satu pembangkit energi tenaga air terbesar di dunia saat ini, dan sedang dibangun di Sungai Xingu di wilayah timur, menemukan bahwa deforestasi besar-besaran di Amazon merupakan ancaman yang signifikan untuk bendungan yang dapat menghasilkan potensial energi.

Meskipun banyak penelitian telah meneliti dampak dari penggundulan hutan di sekitar sungai amazon dan mengarah langsung dari proyek pembangkit listrik tenaga air kurang mendapatkan perhatian kepada dampaknya pada skala regional. Bahkan, studi sebelumnya menemukan bahwa hilangnya pohon dalam lingkup air situs PLTA meningkatkan kapasitas dan dapat menghasilkan energi dari bendungan dalam jangka pendek, karena sedikitnya pohon yang tersedia untuk menyedot air dari tanah dan ekspor di luar DAS dalam proses yang dikenal sebagai evapotranspirasi.

Tapi di seluruh wilayah, kurang dedaunan berarti lebih sedikit hujan, sehingga sungai mengalir kurang kuat.

Dalam studi mereka, diterbitkan dalam Prosiding National Academy of Sciences, para peneliti di Amerika Serikat dan Brazil menemukan bahwa deforestasi besar-besaran di Amazon memiliki efek mendalam pada air wilayah siklus dan iklimnya. Hilangnya 40 persen dari hutan hujan Amazon, para ilmuwan memperkirakan, akan mengurangi curah hujan daerah hingga 43 persen antara Juli dan Oktober, dan dapat memperpanjang musim kemarau di daerah itu. Sehingga deforestasi  akan mengurangi debit air sungai, lonjakan air sungai selama lima bulan antara Februari dan Juni. Tapi kalau 40 persen pohon di kawasan itu dibersihkan, maka aliran aliran berat akan mempersempit,  berjalan hanya dari bulan Maret sampai sekitar bulan Mei. Pada dasarnya, "puncak mendapatkan lebih ketat," kata Michael Coe, seorang ilmuwan senior di Woods Hole Research Center Amazon Program di Falmouth, Mass, yang bekerja pada studi ini. Selanjutnya, puncak April di debit sungai akan turun sekitar 33 persen.

Jadi, terlepas dari apakah pengembang PLTA mendorong peningkatan konservasi di Xingu Basin, studi menunjukkan mereka harus memperhitungkan dampak dari penebangan hutan daerah pada kapasitas energi yang menghasilkan proyek-proyek mereka. "Anda dapat melakukan pekerjaan yang sangat baik pelestarian hutan di satu lokasi," kata Coe, "tetapi Anda mungkin akan dirusak oleh kegiatan yang terjadi di tempat lain."

Para peneliti memperkirakan bahwa jika praktik pohon kliring terus sebagai diproyeksikan, Monte proyek Belo bisa melihat potensi pembangkit energi memangkas sebanyak 38 persen.

From. Erin Brodwin

Keanehan dan Kecantikan Tanaman mikroskopis makhluk Laut

Beberapa penghuni bawah laut yang paling fantastis yang tidak terlihat dengan mata telanjang:

1.

DINOFLAGELLATA dalam genus Peridinium menunjukkan tebal pelat yang sering lobed dan terhiasi

2.

DIATOM dan bentuk fitoplankton lainnya merah dasar piramida makanan di laut

3.

SKELETONEMA diatom yang umum di perairan sekitar Florida

4.

THE COSCINODISCUS GENUS diatom sangat beragam, dan mempunyai lebih dari 400 spesies

5.

ARMORED DINOFLAGELLATA PROTOPERIDINIUM pellucidum dapat menghasilkan racun yang berbahaya yang mengarah ke apa yang disebut pasang merah

6.

COCCOLITHOPHORES, seperti Gephyrocapsa oceanica, menghasilkan cangkang berkapur bahwa mereka menumpahkan ke laut.

7.

CENTRIC diatom laut menampilkan simetri radial

by. scientificamerican