LISTIK STATIS A. Hukum Coulomb Jika tedapat dua muatan listik atau lebih, maka muatan-muatan listik tesebut akan mengalami gaya. Muatan yang sejenis akan tolak menolak sedangkan muatan yang tidak sejenis akan taik menaik. F AB F BA F AB F BA Gamba. Gaya anta muatan listik Pada Gamba. menunjukkan F AB adalah gaya pada muatan A oleh B sedangkan F BA adalah gaya muatan B oleh muatan A, Besa F AB =F BA tetapi dengan aah belawanan. Chales Coulomb menemukan bahwa gaya antaa muatan bekeja sepanjang gais yang menghubungkan keduanya dengan besa yang sebanding dengan besa kedua muatan dan bebanding tebalik dengan kuadat jaak antaa muatan. Secaa matematis ditulis:. F k dengan: F = gaya coulomb (N) dan = muatan masing-masing patikel (C) = jaak anta muatan (m) k = tetapan, untuk uang hampa: 9 k 9 Nm /C 4 dengan, pemitivitas uang hampa atau udaa 8,85 x - C /Nm Jika muatan listik tidak beada dalam uang hampa atau udaa, maka gaya coulomb dipengauhi pemitivitas tempat muatan tesebut beada. Fvakum Fbahan dengan pemitivitas elatif suatu bahan Jika sebuah muatan listik dipengauhi oleh dua muatan listik lain atau lebih, maka gaya listik yang dialami muatan tesebut adalah jumlah vekto gaya-gaya yang dihasilkan oleh muatan-muatan lainnya tehadap muatan tesebut. Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com
B. Medan Listik Medan listik adalah suatu daeah di sekita muatan yang masih dipengauhi oleh gaya listik. Medan listik disekita muatan dilukiskan oleh gais medan sepeti pada Gamba. Gamba. ekto gais medan listik yang ditimbulkan muatan listik Aah medan listik adalah adial kelua dai muatan positif dan adial masuk menuju ke muatan negatif. Kuat medan listik (E) di sebuah titik adalah gaya pe satuan muatan yang dialami oleh sebuah muatan di titik tesebut. Secaa matematis ditulis: dengan: F E atau E k E = kuat medan listik di tempat muatan (N/C) F = Gaya listik yang dialami muatan (N) = Muatan uji (C) Kuat medan listik semakin besa digambakan dengan gais medan yang semakin apat. P E sumbe muatan E P sumbe muatan Gamba. ekto kuat medan listik di muatan titik Kuat medan listik dai bebeapa muatan titik adalah jumlah vekto kuat medan listik dai masing-masing muatan titik. Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com
B.. Medan Listik Pada Bola Kondukto Bemuatan Medan listik oleh bola kondukto bemuatan akan teseba meata pada pemukaan bola. Gamba 4. Bola kondukto bemuatan ) di dalam bola titik A E ) di pemukaan/ kulit bola E k ) di lua bola E k titik C titik B Gamba 5. Gafik E pada bola kondukto bemuatan B.. Medan Listik Pada Keping Kondukto Sejaja Besa medan listik antaa dua keping kondukto dengan besa muatan sama besa namun belawanan jenis: Gamba 6. Medan listik pada keping kondukto sejaja E dengan keteangan: E kuat medan listik (N/C) apat muatan (C/m ) A luas penampang (m ) A Kuat medan listik pada keping kondukto sejaja: ) di antaa dua keping d : ) di lua keping d : E E Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com
C. Enegi Potensial Listik Enegi potensial suatu muatan di suatu titik adalah usaha untuk memindahkan suatu muatan uji dai tempat yang jauh tak tehingga ke suatu tempat di sekita muatan sumbe.. ' EP k Keteangan: EP enegi potensial muatan uji ' (J) 9 k 9 Nm /C muatan sumbe (C) ' muatan uji (C) jaak muatan uji ke muatan sumbe (m) Enegi potensial total untuk konfiguasi tiga muatan atau lebih mengikuti pesamaan: EP tot EP. k EP EP.. bentuk Gamba 7. Enegi potensial pada konfiguasi muatan titik D. Potensial Listik Potensial listik didefinisikan sebagai enegi potensial pesatuan muatan di suatu titik. Besa potensial di suatu titik: EP maka k ' Keteangan: potensial listik pada ( volt ) 9 k 9 Nm /C muatan sumbe (C) jaak tehadap sumbe muatan (m) Jika tedapat bebeapa muatan listik, maka besa potensial listiknya mengikuti bentuk pesamaan: A k + + + Gamba 8. Potensial listik pada konfiguasi muatan titik Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com 4
D.. Potensial Listik Pada Bola Kondukto Bemuatan Gamba 9. Bola kondukto bemuatan ) di dalam bola titik A k ) di pemukaan/ kulit bola k ) di lua bola k titik C titik B Gamba. Gafik pada bola kondukto bemuatan D.. Potensial Listik Pada Keping Kondukto Sejaja Hubungan potensial dan medan listik pada dua keping sejaja: E. d dengan d adalah jaak antaa kedua keping Gamba. Potensial listik pada keping Kondukto Sejaja Potensial suatu titik di antaa dua keping kondukto sejaja: ) di antaa dua keping d ) di lua keping d : Apabila sebuah muatan akan dipindahkan dai suatu titik bepotensial ke titik bepotensial, maka dipelukan usaha sebesa selisih enegi potensial pada kedua titik. W EP EP. Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com 5 : E E. d d
E. Kapasito Kapasito adalah komponen listik yang digunakan untuk menyimpan enegi. Kemampuan kapasito menyimpan enegi disebut kapasitas atau kapasitansi, yang dinyatakan dalam satuan faad. Jenis kapasito yang digunakan sepeti Gamba. E.. Kapasitas Kapasito Keping Sejaja Gamba. Macam-macam kapasito Gamba. Kapasito dihubungkan dengan sumbe tegangan Besanya kapasitas kapasito dinyatakan dalam pesamaan: C Kapasitas kapasito begantung pada luas keping kapasito, jaak antaa dua keping, dan jenis bahan penyekat (dielektik). Secaa matematis dapat ditulis: A A C C d d Keteangan: C kapasitas kapasito (F) muatan listik ( C) beda potensial () pemitivitas elatif bahan dielektik pemitivitas vakum= 8,85 x - C /Nm Kapasito tidak begantung pada beda potensial maupun muatan listik. Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com 6
Pemitivitas elatif suatu bahan dielektik dapat didefinisikan sebagai pebandingan antaa kapasitas dalam bahan dielektik C dan kapasitas dalam vakum (udaa) C. Secaa matematis ditulis: C C Besa enegi yang tesimpan dalam kapasito : W C C dengan W= enegi yang tesimpan dalam kapasito (joule) E.. Kapasitas Kapasito Bola kabel beisolasi Gamba 4. Kapasito bola kondukto konsentis Besa beda potensial antaa kedua bola kondukto: k Besa kapasitas dai kapasito bola kondukto: C k( ) Sedangkan untuk kulit bola kondukto (beongga), =, sehingga C k dengan k 4 Jika dalam kapasito bola dimasukkan bahan dielektik dengan pemitivitas elatif, maka: C C Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com 7
Kapasito bola ungan Untuk mengungkan kapasito bola, biasanya dilakukan dengan caa menyentuhkan atau mengubungkan dengan kawat halus. kawat halus C, C, C, (a) (b) Gamba 5. Kapasito bola kondukto yang diungkan (a) dengan caa menyentuhkan (b) dengan caa menghubungkan dengan kawat halus. C C C ' C ' ' C C C C ' C, E.. angkaian Kapasito Kapasito dapat diangkai secaa sei, paalel, ataupun ungan antaa sei dan paalel. Tabel. Pebandingan angkaian kapasito secaa sei dan paalel C angkaian Sei C C Paalel C s Kapasitas Pengganti C C C Muatan masing-masing Potensial masing-masing T T : : : : C C C C C p C C C T T C : C : C : : C C Listik Statis-SMA kelas XII-delthawati99@gmail.com 8