Komputasi Modern Pada Bidang Fisika Kimia

      Pada pengajaran tentang elektromagnetisme selalu dijumpai pembicaraan mengenai rangkaian listrik  karena topik ini jelas mempunyai aplikasi yang sangat luas. Mulai dari karya klasik tentang listrik statik dan dinamik , yang lebih moder dan karya masa kini tentang metode matematika dalam fisika dan keteknikan, semuanya selalu membahas rangkaian listrik karena disamping sangat intuitif dan luas aplikasinya, juga (dari segi matematik) bersifat isomorfik dengan sistem mekanik. Ketika sampai pada pembahasan yang menyangkut 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. Dan untuk menentukan solusi ketika sistem dalam keadaan transien dengan ggl yang gayut waktu secara sembarang dilakukan secara komputatif dengan pemrograman simbolik salah satunya menggunakan bahasa REDUCE.

      Sistem yang ditinjau adalah berupa rangkaian listrik yang terdiri atas beberapa lingkaran arus (current loop). Dalam setiap lingkaran itu variabel yang bisa digunakan adalah muatan (yang berada dalam kapasitor) dan arus listrik (yang melalui induktor dan resistor) dengan hubungan

I = dQ/dt

              (1)   Misalnya terdapat  lingkaran, maka dengan menggunakan hukum-hukum Kirchhoff akan dapat diperoleh

              (2)   dengan  f  merupakan fungsi linear. Untuk memudahkan pembahasan di sini akan dibahas satu lingkaran saja sehingga kita peroleh

              (3)   dengan Ɛ(t)  menyatakan ggl yang gayut waktu. Untuk kasus dengan banyak lingkaran arus akan mudah dilakukan penyesuaian.

       Solusi transien yang akan ditentukan menyatakan keadaan sistem dekat dengan saat awal t = 0  sehingga dalam hal ini metode deret Taylor-McLaurin menjadi sangat 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. Dari persamaan (3) derivatif muatan sebagai fungsi waktu untuk orde 3 dan seterusnya dapat ditentukan secara berantai. Pekerjaan ini pada prinsipnya dapat langsung dilakukan secara manual namun akan sangat melelahkan sehingga harus dilakukan dengan bantuan komputasi simbolik. Dalam pembahasan ini digunakan bahasa REDUCE.

Sumber : http://pdm-mipa.ugm.ac.id/ojs/index.php/jfi/article/view/785/870