MUATAN LISTRIK DAN MEDAN LISTRIK

dokumen-dokumen yang mirip
Medan dan Dipol Listrik

Rudi Susanto

Fisika Dasar. Pertemuan 11 Muatan & Gaya Elektrostatis

BINOVATIF LISTRIK DAN MAGNET. Hani Nurbiantoro Santosa, PhD.

BAB I Muatan Listrik dan Hukum Coulomb

BAB 16. MEDAN LISTRIK

Muatan Listrik dan Hukum Coulomb

Rudi Susanto

Mata Kuliah: Fisika Komputerisasi

Listrik yang tidak mengalir dan perpindahan arusnya terbatas, fenomena kelistrikan dimana muatan listriknya tidak bergerak.

Hukum Coulomb dan Medan Listrik

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

V. Medan Magnet. Ditemukan sebuah kota di Asia Kecil (bernama Magnesia) lebih dahulu dari listrik

Fisika Umum (MA 301) Topik hari ini. Kelistrikan

Listrik Statis Paket A

Listrik Statis. Gambar 1 Benjamin Franklin

I. Pendahuluan Listrik Magnet Listrik berkaitan dengan teknologi modern: komputer, motor dsb. Bukan hanya itu

TOPIK 1. Hukum Coulomb. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

Uraian Kompetensi Inti, Kompetensi Dasar, dan Indikator

BAHAN AJAR 4. Medan Magnet MATERI FISIKA SMA KELAS XII

Pendahuluan Bagaimana Benda dapat Bermuatan Listrik? Cara membuat benda bermuatan listrik 1. Mengg gosok

1. (25 poin) Sebuah bola kecil bermassa m ditembakkan dari atas sebuah tembok dengan ketinggian H (jari-jari bola R jauh lebih kecil dibandingkan

Fisika Umum (MA 301) Kelistrikan

MUATAN LISTRIK dan HUKUM COULOMB. By : Muslimin, ST.

K13 Revisi Antiremed Kelas 12 Fisika

MUATAN, MEDAN DAN POTENSIAL LISTRIK DEPARTEMEN FISIKA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

1. Gejala Listrik Statis

BAB 15. listrik STATIS

Muatan Listrik dan Hukum Coulomb

BAB VIII LISTRIK STATIS

LATIHAN UAS 2012 LISTRIK STATIS

mendeskripsikan muatan listrik untuk memahami gejala-gejala listrik statis serta kaitannya dalam kehidupan sehari-hari.

Muatan Listrik, Hukum Coulomb

Fisika Dasar Listrik Magnet PAP112/ (3 + P) Afdhal Muttaqin H.S. M.Si

LISTRIK STATIS. Listrik statis adalah energi yang dikandung oleh benda yang bermuatan listrik.

3. (4 poin) Seutas tali homogen (massa M, panjang 4L) diikat pada ujung sebuah pegas

RINGKASAN DAN LATIHAN - - LISTRIK STATIS - LISTRIK STATI S

Ulangan Harian 1 : Elektrostatis 1

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

Hukum Coulomb. Penyelesaian: Kedua muatan dan gambar gaya yang bekerja seperti berikut. (a) F = k = = 2, N. (b) q = Ne N = = 3,

Listrik Statik: Muatan, Gaya, Medan

Rangkuman Listrik Statis

TOPIK 2. Medan Listrik. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

Muatan Listrik. Kelistrikan yang teramati dapat dipahami karena pada masing-masing benda yang berinteraksi mempunyai muatan listrik.

Listrik Statik. Agus Suroso

LATIHAN UJIAN NASIONAL

LATIHAN FISIKA DASAR 2012 LISTRIK STATIS

Rudi Susanto

B. Kegiatan Belajar. 1. Kegiatan Belajar 1 Muatan Listrik. a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran

Medan Listrik, Potensial Listik dan Kapasitansi. Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Listrik Statik. Agus Suroso

Listrik Statis Kelas IX SMP

Absensi/kehadiran minimal 80% dari jumlah pertemuan. Teloransi Keterlambatan 0 menit.

Tujuan. Untuk memahami: 1. Energi Potensial Listrik 2. Potensial Listrik 3. Permukaan Ekuipotensial 4. Tabung Sinar Katoda

MEDAN LISTRIK. Oleh Muatan Kontinu. (Kawat Lurus, Cincin, Pelat)

CATUR ANGGORO AJI SMP GANDHI NASIONAL

Keep running VEKTOR. 3/8/2007 Fisika I 1

TOPIK 8. Medan Magnetik. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

Fisika Ujian Akhir Nasional Tahun 2003

ARUS LISTRIK. Di dalam konduktor / penghantar terdapat elektron bebas (muatan negatif) yang bergerak dalam arah sembarang (random motion)

LATIHAN SOAL UAS FISIKA

Gaya Lorentz. 1. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

Fisika Umum (MA 301) To T p o ik h ari r i ni: Ke K listrikan

PR ONLINE MATA UJIAN: FISIKA (KODE A07)

Massa m Muatan q (±) Menghasilkan: Merasakan: Tinjau juga Dipol p. Menghasilkan: Merasakan:

Matakuliah : K0014/010 Tahun : 2005 Versi : 0/0. Pertemuan Medan Listrik

MUATAN LISTRIK DAN GEJALA LISTRIK STATIK

Bab LISTRIK STATIS. Bab 7 Listrik Statis 131. (Sumber: Dok. Penerbit)

POTENSIAL LISTRIK MINGGU KE-4

KEMAGNETAN. : Dr. Budi Mulyanti, MSi. Pertemuan ke-8

Fisika Umum (MA 301) Topik hari ini (minggu 9) Kelistrikan

Materi Pembinaan. Terdapat dua jenis muatan listrik: muatan positif dan muatan negatif. Besar gaya antara dua muatan diberikan oleh hukum Coulomb:

SIMAK UI Fisika

OLEH: I MADE TISNA SAGITA

BELAJAR FISIKA MELALUI ANIMASI MENYENANGKAN DAN MEMUDENGKAN MGMP IPA SMPN 45

Bab 2 Hukum Coulomb A. Pendahuluan

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

LATIHAN SOAL PTS SEMESTER 1 KELAS 9 TAHUN PELAJARAN

: Dr. Budi Mulyanti, MSi. Pertemuan ke-3 CAKUPAN MATERI 1. HUKUM GAUSS 2. ENERGI DAN POTENSIAL LISTRIK

MEDAN LISTRIK OLEH DISTRIBUSI MUATAN. Tri Rahajoeningroem, MT T. Elektro - UNIKOM

FISIKA. Sesi DUA KEPING SEJAJAR DAN KAPASITOR A. DUA KEPING SEJAJAR

Doc Name: XPFIS0701 Version :

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN PERTEMUAN PERTAMA

Antiremed Kelas 12 Fisika

FISIKA XI SMA 3

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya.

Kelas XII Semester 1

Medan Magnet 1 MEDAN MAGNET

Medan Gravitasi Dan Medan Listrik

BAB II BUSUR API LISTRIK

ULANGAN HARIAN 1 PAKET 2 KELAS IX Pilihlah satu jawaban yang benar dengan memberi tanda silang (X) pada huruf a, b, c,atau d!

ARUS LISTRIK. Tiga hal tentang arus listrik. Potensial tinggi

KAPASITOR dan SIFAT BAHAN DIELEKTRIK

Prediksi 1 UN SMA IPA Fisika

Bab 1. Muatan dan Materi. 1.1 Teori Elektromagnetisme Muatan listrik. (ref: Bab 23)

Dibuat oleh invir.com, dibikin pdf oleh

D. I, U, X E. X, I, U. D. 5,59 x J E. 6,21 x J

4. Sebuah sistem benda terdiri atas balok A dan B seperti gambar. Pilihlah jawaban yang benar!

Momen Inersia. distribusinya. momen inersia. (karena. pengaruh. pengaruh torsi)

BAB II L I S T R I K. Muatan ada 3 : 1. Proton : muatan positif. 2. Neutron : muatan netral 3. Elektron : muatan negative

Transkripsi:

MUATAN LISTIK DAN MEDAN LISTIK

Muatan listrik Orang yunani kuno pada tahun 600 SM telah menemukan bahwa bila mereka menggosokkan amber( semacam resin) dengan wol, maka amber itu dapat menarik benda benda lain. Sekarang kita dapat mengatakan amber itu telah mendapat muatan listrik (electric charge) netto, atau bermuatan Dua muatan positif atau dua muatan negatif akan saling tolak menolak. Sebuah muatan positif dan sebuah muatan negatif saling tarik menarik. Tarikan dan tolakan dari dua benda bermuatan kadang kadang dirangkum sebagai muatan sejenis tolak menolak, dan muatan yang berlawanan tarik menarik tetapi harus diingat bahwa kata muatan sejenis tidak berarti kedua muatan sama persis identik tetapi hanya memiliki tanda aljabar yang sama( keduanya positif dan keduanya negatif). muatanmuatan yang berlawanan berarti bahwa mereka mempunya tanda yang berlainan

Muatan listrik dan sruktur materi Muatan listrik, seperti massa, adalah salah satu dasar partikel yang membentuk materi. Interaksi yang menentukan struktur dan sifat sifat atom dan molekul terutama adalah interaksi listrik diantara partikel partikel bermuatan listrik. Struktur atom dideskripsikan sebagai gabungan dari tiga partikel electron yang bermuatan negatif, proton yang bermuatan positif, dan neutron yang tidak bermuatan Bila jumlah total proton dalam benda makroskopik menyamai jumlah total electron, maka muatan totalnya adalah nol dan benda itu secara keseluruhan netral secara listrik.

Konduktor, isolator, dan muatan induksi Konduktor adalah suatu bahan yang mudah menghantar mutaan listrik. Dalam bahan bahan yang tergolong konduktor, elektron elektron pada setiap atom tidak diikat dengan kuat sehingga elektron elektron dapat bergerak bebas di dalam atom. Elektron elektron bebas inilah yang menyebabkan bahan bahan konduktor mudah mengantarkan (mengalirkan) muatan listrik Isolator adalah suatu bahan yang sukar menghantar muatan listrik. Dalam bahan bahan isolator, elektron elektron pada setiap atom diikat dengan kuat sehingga pada keadaan normal elektron elektron tidak bebas bergerak. Karena elektronelektron tidak mudah berpindah, maka isolator sukar mengalirkan arus listrik. Akan tetapi, jika isolator diberi tegangan besar maka elektron dapat berpindah Dua buah benda logam dapat mengalami proses pemuatan dengan induksi atau dengan kontak yaitu antara benda logam bermuatan didekatkan dengan benda logam yang tidak bermuatan (netral). Induksi dapat dilakukan dengan cara mendekatkan benda yang bermuatan listrik ke benda netral. Akibatnya benda netral akan terpolarisasi.

Hukum coulomb Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya. Besarnya gaya listrik di antara dua muatan titik berbanding lurus dengan hasil kali muatan muatan itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak diantara muatan muatan itu. BesarnyaFdarigayayangdikerahkan oleh masing masing dari kedua muatan q 1 dan q (yang berjarak r) terhadap satu sama lain dapat dinyatakan o k 8,85x10 1 4 o 1 C Nm 8.99x10 9 9x10 9 Nm C Dimana, F = Gaya (N) K = konstanta = 8,988 X 10 9 Nm C q = muatan listrik (C) r = jarak kedua muatan/ jarak antara q 1 dan q (m)

Contoh soal: Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Muatan di A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah 5 mikro Coulomb. Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah (k = 9 x 10 9 Nm C,1mikro Coulomb = 10 6 C) Jawab:

. Dua buah benda bermuatan sejenis sebesar q dan bermassa sama sebesar 10 gram diikatkan masing-masing pada seutas benang sutra sepanjang L. = 10 cm. Ujung bebas dari kedua benang sutra ini disatukan dan digantungkan pada sebuah statip. Oleh karena muatannya sejenis, maka kedua benda tersebut akan tolak menolak yang akhirnya diam dan berjarak x = 5 cm satu sama lain. Tentukan besarnya muatan q. T sin T sin T cos F tg T cos F mg mg kq mg sin,5 10 0,01 1 tg sin Q mg tg k 10 x10 (9,8)( 0,05 ) 9 (9 x10 )(1 ) (,5) 0,057 x10 1 T Tcos Q 0,057 x10 1 0,8 C Tsin F 0,05 m mg

Hukum Coulomb dalam notasi vektor q 1 â 1 a 1 1 1 q F 1 F kq q 1 1 â F kq q kq 1 1 1 1 1 1 1 1 q

Conto soal: Muatan Q 1 berada di titik A(0,5) sedangkan muatan Q di titik B(1,0), kedua muatan tersebut besarnya masing-masing adalah Q 1 = 84,5 CdanQ =-10C. a. Hitung gaya yang dialami oleh muatan Q akibat muatan Q 1. b. Bila terdapat muatan Q sebesar -5 C di titik asal O(0,0) hitung vektor gaya total yang bekerja padanya c. Tentukan besar dan arah dari gaya total tersebut JAWAB : 84,5 C A(0,5 ) F F F 1 O(0,0 ) 5 C F 1 B(1,0) 10 C

N x j i j i x x x kq Q F j i j i a 6 6 9 1 1 1 1 1 1 10 ) 5 540 ( ) 5 (1 1 ) 10 10 )( 10 )(84,5 10 (9 1 5 1 5 1 5) (0 0) (1 ). N x10 j ),5 760 i,65 15 ( F F F i x10,65 15 ) i 1 ( 1 ) x10 5 )( x10 10 )( (9 x10 Q kq F 1 ) 1 ( 0 i 1 j 0 ) ( 0 i ) 1 ( 0 j x10,5 760 j ) 5 ( 5 ) x10 5 )(,5 x10 84 )( (9 x10 Q kq F 5 5 ) ( 0 j 5 j 5 ) ( 0 i 0 ) ( 0 b ). 1 6 6 9 6 6 9 1 1 1 1 1 1

o o 1 91, 180 88,8 15,65 760,5 tg N 760,661x10 x10 (760,5) 15,65) ( F N j) x10 760,5 15,65 i ( F c).

MEDAN LISTIK DAN GAYA LISTIK Medan Listrik adalah ruang di sekitar benda bermuatan listrik dimana benda benda bermuatan listrik lainnya dalam ruang ini akan merasakan atau mengalami gaya listrik. Medan listrik adalah Hasil bagi antara gaya yang dialami oleh muatan uji q dengan besarnya muatan uji tersebut. Untuk mengetahui secara eksperimental apakah ada sebuah medan listrik pada titik tertentu, kita menempatkan sebuah benda bermuatan, yang kita namakan titik uji pada titik tersebut. Jika muatan uji tersebut mengatalami gaya listrik maka ada medan listrik di titik tersebut. Medan listrik digambakan dengan garis garis listrik yang arahnya keluar (menjauhi) muatan positif dan masuk (mendekati) muatan negatif. Simak gambar berikut

Lalu seberapa kuatkah sebuah mendan listrik mempengaruhi suatu benda? Semua tergantung pada besarnya muatan sumber dan jarak bend tersebut (muatan uji). Kua medan listrik di rumuskan sebagai besarnya gaya Coulomb untuk setiap satuan muatan. Secara matematis rumus medan listrik Keterangan E = kuat medan listrik (N/C) F = gaya coulomb (F) q = muatan uji (C)

Gaya coulomb antara muatan sumber Q dengan muatan uji q adalah sehigga

CONTOH SOAL: Sebuah muatan positif q1=+8nc berada pada titik asal dan muatan kedua positif Q =+1nC berada pada sumbu x = 4m dari titik asal. Carilah medan lisriknya di sumbu x untuk: 1. P1 yang berjarak x=7m dari titik asal z. P yang berjarak x=m dari titik asal. JAWABAN

PINSIP SUPEPOSISI MEDAN LISTIK Seperti halnya gaya Coulomb, medan listrik juga memenuhi prinsip superposisi, artinya jika terdapat lebih dari satu muatan titik, maka kuat medan listrik pada suatu titik merupakan jumlah vektor dari seluruh muatan listrik tersebut Perhatikan muatan muatan disamping ini, hitunglah medan listrik total pada titik P oleh muatan muatan lain.

PEHITUNGAN MEDAN LISTIK Efek gabungan dari semua muatan dalam distribusi itu digambarkan oleh medan listrik total E di titik P Medan listrik total dari P adalah jumlah vektor medan medan di P yang ditimbulkan oleh setiap muatan lsitrik dalam distribusi muatan itu. Iinlah prinsip superposisi medan medan listrik.

MEDAN SEBUAH CINCIN MUATAN

Garis garis medan listrik Sebuah garis medan listrik adalah sebuah garis khayal atau kurva khayal yang digambarkan melalui sebuah daerah ruang sehingga garis singgungnya di etiap titik adalah dalam arah vektor medan di titik itu. Dua muatan positif yang sama Dua mauatan yang besarnya sama dan tandanya berlawanan

Medan listrik itu memiliki arah yang unik, sehingga hanya stu garis medan yang dapat melalui setiap titik medan itu. Dengan kata lain, garis garis medan tidak pernah berpotongan. PEHATIAN Adalah sebuah kesalahpahaman yang lazim bahwa jika sebuah partikel bermuatan yang muatannya q sedang bergerak ketika ada sebuah medan listrik maka partikel itu bergerak sepanjang sebuah garis medan listrik. Karena disembarang titik menyinggung garis medan yang lewat melalui titik tersebut maka memang benar bahwa gaya F = q E pada partikel itu, dan demkikian pula dengan percepatan partikel itu,menyinngung garis medan. Tetapi sebuah partikel bergerak pada sebuah lintasan lengkung, percepatannya tidak dapat menyinggung lintasan partikel tersebut. Maka pada umumnya lintasan partikel tidak sama dengan garis medan.

DIPOL LISTIK Sebuah dipol listrik adalah sepasang muatan listrik yang besarnya sama, tetapi tandanya berlawanan dan terpisah sejauh d. Dipol listrik terjadi jika dua muatan berbeda tanda dipisahkan oleh suatu jarak kecil L. Suatu dipol listrik ditandai oleh momen dipol listrik P, yang merupakan sebuah vektor yangmempunyaiarahdarimuatannegatifke positif P =ql, untuk gambar kartesian diatas Maka p= aqi

Gaya pada Dipol Listrik Gaya F + dan F - pada kedua muatan itu mempunyai besar qe yang sama, tetapi arahnya berlawanan, dan jumlah kedua gaya itu sama dengan nol. p F+= q E d F- = -q E d sin E

Momen Dipol Listrik Hasil kali muatan q dan jarak d dinyatakan sebagai momen dipol listrik p mempunyai besar p = qd Arah vektor p adalah dari muatan negatif menuju muatan positif. Torsi vektor = p X E dan besarnya = pe sin

Torsi pada Dipol Listrik Torsi dihitung terhadap pusat dipol. Jika adalah sudut antara medan listrik dan sumbu dipol, maka lengan tuas untuk kedua F + dan F - adalah (d /) sin. Torsi dari F+ dan F- mempunyai besar yang sama, (qe)(d /) sin, dan kedua torsi merotasikan dipol itu dalam arah perputaran jam. Maka besar torsi netto sama dengan dua kali besar torsi individu: = (qe) (d sin )

Energi Potensial Dipol Listrik Kerja dw yang dilakukan oleh sebuah torsi selama pergeseran d yang sangat kecil diberikan oleh persamaan: dw = d Karena torsi tsb adalah dalam arah yang semakin berkurang, = -pe sin sehingga dw = -pe sin d

Energi Potensial Dipol Listrik Dalam suatu pergeseran berhingga, kerja total yang dilakukan pada dipol tsb adalah 1 W (-pe sin φ) dφ φ φ Karena W = U 1 U, maka U() = - pe cos Perkalian skalar p. E = pe cos sehingga U() = - p. E pe cosφ - pe cosφ 1

TEIMA KASIH