modul-listrik - WordPress.com

MAGISTER PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
2016
ANIDA NURAFIFAH (3236159176 )
HASBI ANGGANA P. (3236159177)
LEO CHANDRA (3236159175 )
LISTRIK
1
2
LISTRIK adalah fenomena yang disebabkan oleh perpindahan
muatan yang menggunakan gaya listrik.
Suatu zat terdiri atas partikel-partikel kecil yang
disebut atom. Atom berasal dari kataatomos,
yang artinya tidak dapat dibagi-bagi
lagi. Tetapi, dalam perkembangannya
ternyata atom ini masih dapat diuraikan lagi. Atom terdiri atas dua bagian, yaitu inti atom dan kulit atom. Inti
atom bermuatan positif, sedangkan
kulit atom terdiri atas partikel-partikel
bermuatan
negatif
yang
disebut elektron.Inti atom tersusun dari
dua macam partikel, yaitu proton yang bermuatan positif dan netronyang tidak bermuatan
Menurut Benyamin Franklin, ada dua muatan lisrik :
1. Muatan listrik positif
2. Muatan listrik negatif
Sifat Muatan Lisrik
1. Dua muatan yang sejenis apabila didekatkan maka akan
tolak menolak
2. Dua muatan yang tidak sejenis apabila didekatkan maka
akan tarik menarik
Tarik-Menarik
Balon yang telah digoskkan pada kain
wol akan berubah sifat nya dari benda
Tolak-Menolak
yang netral menjadi benda listrik
sebab sejumlah elektron yang telah
ditransfer oleh kain wol. Balon tadi
mengalami kelebihan muatan electron (elektron lebih banyak dari
pada muatan proton) sehingga sifat kelistrikan muncul pada balon
dan kecendrungan nya menarik proton yang ada pada benda netral
(rambut).
INDUKSI LISTRIK
3
INDUKSI LISTRIK adalah peristiwa pemisahan
muatan pada suatu benda karena pada benda tersebut didekati benda lain yang bermuatan listrik.
Benda netral didekati benda
bermuatan
negatif,
maka
muatan-muatan negatif benda
netral tertolak menjauh, sedangkan muatan-muatan positif
mendekati
benda
yang
menginduksi.
Benda netral didekati benda bermuatan positif, maka muatanmuatan positif benda netral tertolak menjauh, sedangkan muatanmuatan negatif mendekati benda
yang menginduksi.
4
ELEKTROSKOP
ELEKTROSKOP adalah alat yang dapat
digunakan untuk mengetahui ada tidaknya
muatan listrik pada suatu benda.
Prinsip kerja elektroskop berdasarkan induksi
listrik, yaitu jika sebuah benda bermuatan
listrik disentuhkan kepala elektroskop maka
muatan yang sejenis dengan benda bermuatan
listrik tadi akan ke daun elektroskop. Akibatnya
kedua daun elektroskop akan bermuatan sejenis sehingga tolak menolak(daun elektroskop membuka)
GAYA LISTRIK
Besar gaya listrik antara dua benda bermuatan listrik diselidiki oleh fisikawan
Perancis bernama Charles Coulomb pada tahun 1785. Dalam percobaan, dia
menggunakan sebuah neraca puntir.
Dari percobaan ini, Coulomb berhasil
menemukan Hukum Coulomb, yaitu sebagai berikut.
Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua
muatan listrik adalah sebanding dengan
perkalian kedua muatan dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua
mautan tersebut.
Keterangan :
F = gaya tarik atau gaya tlak (N)
k = konstanta (9 x 109 Nm2/C2)
q1 = muatan listrik (C )
q2 = muatan listrik (C )
r= jarak antar dua muatan (m)
5
6
Pada tahun 1909, Robert Millikan (1886-1953)
menemukan bahwa jika suatu benda dimuati,
muatannya selalu merupakan kelipatan dari sebuah muatan elementer yang diberi lambang e.
Satuan muatan listrik dalam SI diukur dalam
coulomb. Satu Coulomb adalah sejumlah
muatan yang mengalir melalui suatu penampang kawat dalam satu sekon ketika arus satu
ampere melalui kawat itu.
1 e = 1,60 x 10-19 C
MEDAN LISTRIK
7
8
Sifat– Sifat Garis Medan Listrik
MEDAN LISTRIK didefinisikan sebagai ruang di sekitar suatu muatan listrik
sumber dengan muatan listrik lainnya dalam
ruang ini akan mengalami gaya listrik atau
gaya Coulomb.
Konsep medan listrik ini pertama kali diperkenalkan oleh Michael Faraday. Beda medan
listrik dengan medan gravitasi adalah medan
gravitasi selalu menyebabkan benda lain dalam medan gravitasi mengalami gaya tarik.
Adapun medan listrik dapat menyebabkan
muatan lain dalam medan listrik mengalami
gaya tarik atau gaya tolak, bergantung pada
apakah muatan sumber sejenis atau tak sejenis dengan muatan lain tersebut.
1. Garis medan listrik tidak pernah berpotongan
2. Garis-garis medan listrik selalu mengarah radial keluar menjauhi muatan
positif dan radial ke dalam mendakati muatan negatif
3. Tempat garis-garis medan listrik rapat menyatakan tempat yang medan
listriknya kuat. Adapun tempat garis-garis medan listrik renggang menyatakan tempat yang medan listriknya lemah
garis-garis medan listrik renggang
menunjukkan medan listriknya lemah
Dua muatan tak sejenis
saling tarik menarik
Menjauhi muatan positif
Menuju muatan negatif
garis-garis medan listrik rapat
menunjukkan medan listriknya kuat
SEJARAH SINGKAT LISTRIK
9
10

1821: Seorang fisikawan Perancis, Andre-Marie Ampere (1775-1836)
menempatkan dua kabel listrik berdekatan satu sama lain, menghubungkan kabel ke sumber listrik, dan mengawasi mereka mendorong satu sama
lain terpisah. Ini menunjukkan listrik dan magnet dapat bekerja sama untuk
membuat sebuah gaya.

600 SM: Filsuf Yunani Thales dari Miletus (c.624-546 SM) menemukan listrik
statis.

1600 CE: Ilmuwan Inggris William Gilbert (1544-1603) adalah orang pertama
yang menggunakan kata "Listrik" Dia percaya listrik disebabkan oleh cairan bergerak disebut humor.

1733: Ilmuwan Perancis Charles du Fay (1698-1739) menemukan bahwa ada dua
macam muatan listrik statis.
1821: Michael Faraday (1791-1867), seorang ahli kimia dan fisikawan Inggris,
mengembangkan pertama, motor listrik primitif.

1752: Wartawan, ilmuwan, dan negarawan Amerika Benjamin Franklin (17061790) melakukan percobaan lebih lanjut dan memberi nama dua jenis muatan
listrik "positif" dan "negatif".
1830: Fisikawan Amerika Joseph Henry (1797-1879) dan penemu Inggris William
Sturgeon (1783-1850) secara independen membuat elektromagnet praktis pertama dan motor listrik.

1831: Melanjutkan penemuan sebelumnya, Michael Faraday menemukan generator listrik.

1840: Fisikawan Skotlandia James Prescott Joule (1818-1889) membuktikan bahwa listrik adalah jenis energi.

1870: Insinyur Belgia Zénobe Gramme (1826-1901) membuat pertama kali pembangkit listrik skala besar.

1873: James Clerk Maxwell (1831-1879), fisikawan Inggris lain, menetapkan teori
rinci elektromagnetisme (bagaimana listrik dan magnet bekerja bersama-sama).

1881: pembangkit listrik eksperimental pertama di dunia dibuka di Godalming,
Inggris.

1882: Thomas Edison (1846-1931) membangun pabrik skala besar tenaga listrik
pertama di Amerika Serikat.

1890: Mantan karyawan Edison, Nikola Tesla (18561943) mempromosikan arus bolak-balik (AC) listrik,
saingan saat ini sistem searah (DC) yang dipromosikan oleh Edison. Edison dan Tesla berjuang untuk
supremasi dan, meskipun Edison dikenang sebagai
pelopor tenaga listrik, itu sistem AC Tesla yang pada
akhirnya menang.







1780: Ilmuwan biologi Italia Luigi Galvani (1737-1798) menempelkan dua potong
logam pada kaki kodok mati dan membuatnya melompat. Hal ini menyebabkan
dia untuk percaya listrik dibuat di dalam tubuh hewan.
1785: Ilmuwan Perancis Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) mengeksplorasi misteri medan listrik: ruang yang memiliki listrik aktif di sekitar muatan
listrik.
1800: Salah satu teman Galvani, seorang profesor fisika Italia bernama Alessandro Volta (1745-1827), menyadari "hewan listrik" yang telah ditemukan Galvani. Setelah penelitian lebih lanjut, ia menemukan cara untuk membuat listrik
dengan menggabungkan logam yang berbeda bersama-sama dan menciptakan
baterai.
1827: Fisikawan Jerman Georg Ohm (1789-1854)
menemukan beberapa bahan penghantarlistrik
yang lebih baik daripada yang lain dan mengembangkan ide tentang hambatan.
1820: Fisikawan Denmark Hans Christian Oersted
(1777-1851) meletakkan kompas di dekat kabel
listrik dan menemukan bahwa listrik dapat membuat magnet.
Pemanfaatan Elektrostatis
11
PENGENDAP ELEKTROSTATIS
(ELECTROSTATIC PRECIPITATOR)
Aplikasi penting dari pelepasan muatan dalam
gas adalah suatu peralatan yang disebut pengendap elektrostatis (electrostatic precipitator). Peralatan ini ditemukan oleh F.G. Cottrell
pada tahun 1907 dan penggunaan utamanya adalah membersihkan gas
buang dari cerobong asap. Peralatan ini terutama berguna dalam PLTU
batu bara dan dalam operasi –operasi industry yang membangkitkan
sejumlah besar asap, misalnya pabrik semen.
SPRAY PAINTING
Cat memiliki muatan
yang berlawanan
dengan
permukaan objek
yang akan disemprot,
sehingga hasilnya
akan memungkinkan lapisan halus cat karena adhesi yang lebih baik antara cat dan permukaan .
Bahaya Elektrostatis
12
PETIR (LIGHTNING) adalah muatan elektrostatik yang terbentuk karena gesekan antara molekul udara, molekul
pada awan dan molekul air. Ketika muatan
terbentuk menjadi cukup besar, mereka
dapat dibuang oleh ionisasi udara di sekitar
mereka yang kemudian memberikan jalan
bagi petir. Biasanya, petir akan menyerang
benda tajam dan tinggi terdekat di tanah.
Bangunan dapat mencegah agar tidak rusak
oleh petir dengan menempatkan konduktor petir di atas gedung untuk menyediakan jalan keluar untuk elektron di udara mengalir dari atas gedung ke
bumi.
LEDAKAN (EXPLOSION) Seringkali benda menjadi berbahaya ketika bermuatan listrik. Putaran ban pada saat mobil truk berjalan menghasilkan muatan
negative yang diperoleh dari gesekan ban dengan jalan. Bagian badan logam
mobil yang berdekatan dengan ban menjadi bermuatan positif dengan cara
induksi. Hal ini dapat menimbulkan percikan api. Percikan api ini dapat membakar muatan mobil yang mudah terbakar seperti bensin. Untuk
menghindari peristiwa tersebut, truk pengangkut bensin atau bahan yang
mudah terbakar lainnya dilengkapi dengan sepotong logam di bagian
belakang mobil yang menyentuh tanah. Logam ini menghantarkan electron
dari tanah untuk menetralisir muatan positif yang ada di badan logam mobil
sebelum terjadi percikan api.
AC (alternating current)
DC (direct current)
Listrik yang besarnya dan arah arusnya selalu berubah-ubah dan bolak-balik. Arus
listrik AC akan membentuk suatu gelombang yang dinamakan dengan gelombang
sinus atau lebih lengkapnya sinusoida. Di Indonesia sendiri listrik bolak-balik (AC)
dipelihara dan berada dibawah naungan PLN, Indonesia menerapkan listrik bolakbalik dengan frekuensi 50Hz. Tegangan standar yang diterapkan di Indonesia untuk
listrik bolak-balik 1 (satu) fasa adalah 220 volt.
Arus yang mengalir dalam satu arah saja.
Sebenarnya arus mengalir dari titik dengan potensial yang lebih tinggi ke titik dengan potensi yang
lebih rendah. Dan elektron sebaliknya, elektron
mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.
13
14
15
LISTRIK DINAMIS
HUKUM OHM
Georg Simon Ohm (1789-1854)
Listrik dinamis mempelajari tentang muatan-muatan
listrik bergerak yang menyebabkan munculnya arus
listrik. Dalam listrik dinamis, terdapat dua jenis rangkaian
listrik, yaitu rangkaian arus searah (DC = direct current)
dan rangkaian arus bolak-balik (AC = alternating current)
AMPEREMETER adalah alat untuk mengukur
arus yang melewati suatu komponen listrik,
misalnya resistor. Amperemeter harus disusun
seri dengan komponen yang akan diukur
arusnya.
VOLTMETER adalah alat untuk
mengukur tegangan. Voltmeter
harus dirangkai paralel pada
komponen listrik yang akan diukur tegangannya.
Kuat arus dalam rangkaian sebanding dengan
tegangan pada ujung-ujung rangkaian dan berbanding terbalik dengan hambatan rangkaian.
16
HAMBATAN
RESISTOR adalah komponen dasar elektronika yang selalu
digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai
pengatur atau untuk membatasi jumlah
arus yang mengalir dalam suatu
rangkaian.
Variabel resistor adalah erangkat yang
resistensi dapat diubah secara mekanis.
Resistor variabel dapat digunakan sebagai
pembagi potensial jika kontak tambahan
ditambahkan.
18
17
Rangkaian Seri
Rangkaian Paralel
Susunan komponen listrik di mana
kuat arus yang mengalir selalu sama
di setiap titik sepanjang rangkaian.
Susunan komponen listrik yang membagi arus, kuat rus yang mengalir pada
setiap cabang akan berbeda besarnya.
19
Gustav Robert Kirchhoff (lahir
di Königsberg, Prusia, 12 Maret 1824 – meninggal
di Berlin, Jerman, 17 Oktober 1887 pada umur 63
tahun) adalah seorang fisikawan Jerman yang
berkontribusi pada pemahaman konsep dasar
teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi
radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh bendabenda yang dipanaskan.
Hukum I Kirchoff
Pada rangkaian listrik yang
bercabang, jumlah kuat arus
yangmasuk pada suatu titik cabang
samadengan jumlah kuat arus yang
keluar dari titik cabang itu.
Hukum II Kirchoff
Jumlah aljabar perubahan tegangan yang mengelilingi suatu rangkaian tertutup (loop)
sama dengan nol
20
21
Anda mungkin pernah memrhatikan bahwa permukaan vertical layar televisi Anda sangat berdebu. Mengapa peristiwa ini terjadi?
DAFTAR PUSTAKA
22
Chan, S.H., dan Chung Yu, Cheng. 2012. O-level Physics Learning Through Diagrams. Singapore:Singapore Asia Publisher.
Kanginan, Marthen. 2013. Fisika SMA kelas XII Kurikulum 2013. Jakarta : Erlangga.
Masters, Elise. 2007. Kamus Sains Bergambar. Jakarta:Grasindo.
Pengumpulan debu pada permukaan vertikal televisi mungkin
menakjubkan Anda karena lebih umum bagi kita melihat debu menempel
pada permukaan horizontal sebagai akibat aksi gravitasi. Dalam kasus ini,
debu menempel apda layar televisi Anda karena debu tersebut tersebut
ditarik secara listrik. Sebuah layar televisi secara konstan ditembaki oelh
electron-electron yang dihasilkan oleh bedil electron sehingga layar TV
menjadi bermuatan negatif. Muatan negatif ini akan memolarisasi partikelpartikel debu dalam udara di depan kaca, tepat seperti benda bermuatan
memolarisasi molekul-molekul dalam suatu bedan netral. Peristiwa ini
menghasilkan gaya tarikan pada partikel-partikel debu sehingga debu
menempel pada layar TV Anda.
Stockley, Corinne, dkk. 2006. The Usborne Illustrated Dictionary of Physics.
London: Usborne Publishing.