12746400

BAB I
LISTRIK STATIS
SEJARAH PENEMUAN LISTRIK
menguji
THALES
BATU AMBAR
digosok
Kain wool
terangkat
Serpihan ringan
Listrik
Istilah listrik (electric) berasal dari bahasa
Yunani “electron” yang artinya batu
ambar.
Listrik dibagi 2 jenis :
1. Listrik Statis (listrik tidak mengalir)
2. Listrik dinamis (listrik mengalir)
Teori Atom
• Aristoteles menyatakan :
Atom adalah bagian terkecil/partikel zat
yang masih bisa dibagi lagi.
• Demokritus dan Leukipos menyatakan :
Atom adalah bagian terkecil/partikel zat
yang masih bisa dibagi lagi.
• Demokritus mencetuskan nama “atom”.
• Atom berasal dari kata “a” dan “temos”
“a” artinya tidak
“temos” artinya dapat dibagi
Jadi “atemos” berarti tidak dapat dibagi
Model Atom
• Atom Dalton
• Atom JJ.Thompson
Gambar Atom Thompson
• Atom Rutherford
• Atom Bohr
Muatan Listrik
• Muatan Listrik ada 2, yaitu :
1. Muatan Positif (proton)
2. Muatan Negatif (elektron)
proton
elektron
• Atom netral adalah atom yang jumlah
protonnya = jumlah elektron yang
mengelilinginya
Atom hidrogen
Ion Positif dan Ion Negatif
• Ion Positif
adalah atom yang kekurangan elektron
sehingga atom bermuatan positif
• Ion Negatif
adalah atom yang kelebihan elektron
sehingga atom bermuatan negatif
Benda Bermuatan Listrik
•
Muatan listrik sebuah benda tergantung
dengan muatan listrik atom penyusunnya
• Cara membuat benda bermuatan listrik :
1. Menggosok
2. Induksi
 Menggosok
a. Menggosok penggaris plastik dengan kain
wool
Penggaris plastik
Sebelum digosok
kain wool,
penggaris netral
Kain wool
Setelah digosok, penggaris bermuatan negatif :
karena elektron dari kain wool pindah ke penggaris
(penggaris kelebihan elektron)
b. Menggosok kaca dengan kain sutra
kaca
Sebelum digosok,
kaca netral
Kain sutra
Setelah digosok, kaca bermuatan positif :
Karena elektron dari kaca pindah ke kain sutra
(kaca kekurangan elektron)
Interaksi Muatan Listrik
• Muatan Sejenis Tolak-Menolak
• Muatan Tidak Sejenis Tarik-Menarik
Hukum Coulomb
• Hukum Coulomb menyatakan bahwa :
“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara
dua benda bermuatan listrik berbanding
lurus dengan muatan-muatannya dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara keduanya.”
Secara matematis,
Hk. Coulomb dapat
dituliskan sebagai berikut :
Q1Q2
F k 2
r
dengan :
F
= gaya Coulomb (N)
Q1,Q2= muatan listrik (C)
r
= jarak antara kedua muatan (m)
k
= tetapan Coulomb (9 x 109 Nm2/C2)
• Jika F negatif berarti kedua muatan tarik
menarik
• Jika F positif berarti kedua muatan tolak
menolak
Contoh Soal
Q1
Dua benda bermuatan listrik masing-masing
Q2
-9C.
bermuatan listrik sebesar 6 x 10-9C dan
8
x
10
r
Kedua benda dipisahkan pada jarak 4 cm.FJika
nilai k = 9 x 109Nm2/C2, Berapakah gaya tolak
menolak antara kedua benda ?
Penyelesaian :
• Diketahui :
Q1  6 x10 9 C
Q2  8 x10 9 C
r  4cm  4 x10  2 m
k  9 x10 9 Nm 2 / C 2
• Ditanya : F = …?
• Jawab :
Q1Q2
F k
r2
9
9
(
6
x
10
C
)(
8
x
10
C)
9
2
2
 (9 x10 Nm / C )
(4 x10  2 m) 2
18
48
x
10
 (9 x109 )
N
4
16 x10
 (9 x109 )(3 x10 14 ) N
 27 x10 5 N
Jadi, besar gaya tolak-menolak
antara kedua benda adalah
27 x 10-5N
Latihan Soal
Dua buah benda bermuatan listrik 4 x 10-9C dan
9 x 10-9C,terpisah sejauh 2 cm. Apabila k = 9 x
109Nm2/C2, Maka gaya tolak menolak kedua
benda itu adalah …
Penyelesaian :
• Diketahui :
Q1  4 x10 9 C
Q2  9 x10 9 C
r  2cm  2 x10  2 m
k  9 x10 9 Nm 2 / C 2
• Ditanya : F = …?
• Jawab :
Q1Q2
F k
r2
9
9
(
9
x
10
C
)(
4
x
10
C)
9
2
2
 (9 x10 Nm / C )
(2 x10 2 m) 2
18
36
x
10
 (9 x109 )
N
4
4 x10
 (9 x109 )(9 x10 14 ) N
 81x10 5 N
Jadi, besar gaya tolak-menolak
antara kedua benda adalah
81 x 10-5N
Medan Listrik
• Medan listrik
adalah daerah disekitar muatan listrik yang
masih mendapat pengaruh gaya
listrik dari muatan tersebut.
• Medan listrik dilukiskan dengan garis-garis
gaya listrik yang arahnya dari muatan
positif ke muatan negatif
Interaksi Muatan Listrik
• Muatan tidak sejenis
Tarik menarik
Muatan sejenis
Tolak menolak
Q
P
E
r
Besar kuat medan listrik di titik P :
F
dengan :
E
q
E = kuat medan listrik
Qq
(N/C)
k 2
Q
r

 k 2 q = muatan di titik P
q
r
Elektroskop
• Alat untuk
mendeteksi benda
bermuatan disebut
elektroskop.
Induksi Listrik
Potensial Listrik
• Potensial tinggi
kandungan elektronnya
sedikit
• Potensial rendah kandungan elektronnya
banyak
• Elektron berpindah dari potensial rendah ke
potensial tinggi
• Usaha untuk memindahkan muatan dari
potensial satu ke potensial yang lain adalah
W  qV
W  q (V2  V1 )
dengan :
W = usaha (J)
q = muatan listrik (C)
V = potensial listrik (volt)
Q
P
r
• Potensial listrik di titik P yang ditimbulkan
oleh muatan Q dirumuskan :
Q
V k
r
Penerapan Listrik Statis
• Petir
• Penangkal Petir
• Generator Van De Graff