RUMUS RUMUS PENTING FISIKA TOPIK : LISTRIK

RUMUS RUMUS PENTING FISIKA
TOPIK : LISTRIK
Tutor : Santo Edi S
Prinsip super posisi kuat medan listrik
I. LISTRIK STATIS
I.1.
+ Q2
Hukum Coulomb
E1
F q xq
1 2
1
F 
r2
q1
r
q2
I.2.2 Pada Plat sejajar
 Diantara keping (0 < r < d)
Dimana ; k 

E
 
r o
4  r o
E
E
I.2.
Medan Listrik
Yaitu daerah yang
muatan listrik
dipengaruhi
  A
 Diluar Keping (r < d)...........E = 0
I.3.
Potensial Listrik
I.3.1
oleh
Muatan titik
q’
Q
r o
 r = Permitivitas relatif medium > 1
Untuk medium udara  r = 1,
maka k = 9 x 109 Nm2/c2
Catatan :
 Muatan listrik sejenis terjadi gaya tolak
menolak
 Muatan listrik berlawanan jenis terjadi
gaya tarik menarik
r
+
+
+
+
Q
dimana  
A
1
 r = Permitivitas relatif medium > 1
Untuk medium udara  r = 1,
Q
Q1
ER
E2
q q
Maka F  k 1 2
r2
I.2.1
-
F
dimana F = E q’ ;
q'
q’ = muatan uji
E
kQ
Maka : E 
r2
Arah vektor E :
 Bila muatan Q positif, maka arah E radial
menjauhi muatan Q,
 Bila muatan Q negatif, maka arah E radial
menuju muatan Q
Q
Pada suatu titik
r
q’
Vp = E . r
Untuk beberapa muatan :
Catatan :
 Jika Q positif, maka Vp positif
 Jika Q negatif, maka Vp negatif
I.3.2 Pada Plat Sejajar
* Diantara keping (0 < r < d)
V =E.d
V
Qd
  A
r o
* Diluar keping (r > d)
V =E.r
+
+
+
+
r
-
-
RUMUS RUMUS PENTING FISIKA
TOPIK : LISTRIK
Tutor : Santo Edi S
I.3.3.
Bola Konduktor
Medan Listrik
Potensial Listrik
C : Kapasitas kapasitor
V : Potensial pada ujung-ujung kapasitor
II.2.
V k
Q
R
(r < R)
Ek
Q
R2
V k
Q
R
E k
Q
r2
V k
Q
r
(r = R)
Di luar Bola
(r > R)
Q
Usaha Listrik


kQ kQ
W = 


 r1 r2 


q
W = q V
Dimana : W =  Ek
II. KAPASITOR
II.1.
Fungsi Kapasitor
a. Menyimpan Muatan Listrik
Q = C.V
Menyimpan Energi Listrik
W = ½ C V2
A
b. Kapasitor bola berongga jari-jari r
C = 4   R
r o
R
untuk medium udara  = l
r
Co = 4    R
r o
maka Cmedium =  Co
r
c. Dua Bola Berongga Sepusat
W = -  Ep
r2
r1
b.
  A
C r o
d
 =>1
r
Untuk medium udara  = l maka
r
sehingga : Cmedium =  Co
r
A
Di kulit Bola
I.5.
a. Kapasitor Keping Sejajar
medium
Di dalam Bola E = 0
Jenis - Jenis Kapasitor
a
C
b
II.3.
4   a x b
r o
a b
Susunan Kapasitor
a. Susunan Seri
C1
C2
Qgab = Q1 = Q2
Vgab = V1 + V2 + . .
1
1
1

 ...
C
C C
gab
1
2
Untuk n kapasitor identik, maka :
Cgab = C / n

RUMUS RUMUS PENTING FISIKA
TOPIK : LISTRIK
Tutor : Santo Edi S
b. Susunan Paralel
III. 3. Alat Alat Ukur Listrik
C1
Vgab = V1 = V2 = . . .
Qgab = Q1 + Q2 + . . .
Cgab = C1 + C2 + . . .
C2
Untuk n kapasitor identik, maka :
Amperemeter : Rsh 
Rd
n 1
Voltmeter
: RD = RV x ( n - 1 )
Rd dan RV = hambatan dalam alat
n
Batas Ukur Baru ( BUB)
Batas Ukur Lama ( BUL)
Cgab = n.C
III. LISTRIK DINAMIS
IV. MEDAN MAGNET INDUKSI
III. 1 Tahanan/Hambatan Kawat
IV.1. Kuat Medan Magnet
l
Hambatan kawat : R = 
(ohm)
A
 = hambatan jenis, yang bergantung pada
jenis
bahan dan suhu kawatnya.
Hukum Ohm : i =  V/R atau
V = i x R
Susunan Tahanan :
Seri : Rtot = R1 + R2 + R3 + .....
itot = i1 = i2= i3 = .....
Vtot = V1 + V2 + V3 + .....
Paralel :
1
1 1 1
   +....
Rtot R1 R2 R3
itot
Vtot
= i1 + i2+ i3 + .....
= V1 = V2 = V3 = .....
a. Kawat lurus pendek :
B=
 i
o (cos  + cos  )
1
2
4 a
b. Kawat lurus panjang tak hingga :
B=
 i
o
2 a
c. Kawat melingkar sumbu pusat:
B=
 iN
o
. a sin 
2 r2
d. Kawat Melingkar di pusat lingkaran :
B=
 iN
o
2a
III. 2. Hukum Kirchoff
f. Kawat Solenoida dan Toroida :
Hukum Kirchoof I :
 imasuk =  ikeluar
B=
Hukum Kirchoff II :
 E +  i.R = 0
 E +  i.R = VAB
 iN
o
L
Pada Solenoida : L = Panjang Solenoida
pada toroida : L = keliling toroida
(untuk loop)
(tegangan jepit)
RUMUS RUMUS PENTING FISIKA
TOPIK : LISTRIK
Tutor : Santo Edi S
IV.2. Arah Medan Magnet
Arah Medan Magnet :
Kaidah tangan kanan dengan di kepal :
Ibu jari
: Arah arus
Lipatan Jari : Arah putaran medan magnet di
sekitar arus
c. Hukum Lent’z
V = B. l . v sin 
 = sudut B dengan v
VI. ARUS & TEGANGAN BOLAK BALIK
IV.3. Gaya pada Medan Magnet
Imaks = 2 Ieff
I = Imaks sin wt
Gaya Lorenz :
a. Arus listrik memotong Medan Magnet
F = B .i. L sin 
w = kecepatan sudut = 2  f 
b. Muatan listrik memotong Medan Magnet
F = B .Q. V sin 
jari - jari lintasan : R = m . V / B.Q
Vmaks = 2 Veff
V = Vmaks sin wt
2
T
Rangkaian R-L-C Seri :
R
C
L
c. Dua kawat lurus sejajar berarus listrik :
F=
 i i l
o12
2 a
Arah arus searah : Gaya tarik menarik
Arah arus berlawanan : Gaya tolak menolak
Momen Kopel : M = N. A. B. i sin 
Fluks Magnet
:  = B. A. cos 
 = sudut medan magnet dengan garis normal
bidang
V. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
V. 1. GGL Induksi :
a. Hukum Faraday :
d

N =N
dt
t
V=misal :
V = ½ B.w.L2 (kawat diputar)
AC
V2 = VR2 + (VL - VC )2 dan
Z2 = R2 + ( XL - XC )2
Kuat arus : I =
V
Z
Dimana : XL =  L dan
XC = 1 /(.  C)
Faktor daya : cos  = R / Z
 = beda sudut fase antara V dengan I
Sifat Rangkaian Induktif ( XL > XC)
V = Vmaks sin (wt +  )
Tegangan mendahului Arus
Sifat Rangkaian Kapasitif ( XL < XC)
V = Vmaks sin (wt -  )
b. Hukum Henry :
Arus mendahului Tegangan
V=-
Sifat Rangkaian Resistif ( XL = XC)
V = Vmaks sin wt
Tegangan dan arus sefase
di
i
L =-L
dt
t
L = induktansi diri = (Henry)
Generator : V = N .B .A .  sin 
V = Vmaks sin 
Tegangan maksimum : Vmax =N .B .A . 
Frekuensi Resonansi : f =
1
2
1
LC
RUMUS RUMUS PENTING FISIKA
TOPIK : LISTRIK
Tutor : Santo Edi S