listrik - BLOGdetik

LISTRIK
ARUS SEARAH (DC)
ARUS BOLAK BALIK (ac)
MUATAN LISTRIK
 Di zaman B. Franklin muatan listrik dianggap
fluida kontinyu.
 Setelah R.A. Millikan melakukan eksperimen
tetes cairan, diperoleh bahwa muatan listrik
terkuantisasi, yaitu muatan mempunyai harga
kelipatan bulat dari muatan elementer e.
 Satuan muatan adalah Coulomb (C)
 satu Coulomb adalah banyaknya muatan yang
mengalir persatuan luas dalam satu detik jika
arus yang mengalir sebesar 1 Ampere.
GAYA INTERAKSI = GAYA COULOMB
 gaya interaksi antara dua muatan titik sebanding
dengan muatan masing-masing dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.
1
q1q2
F
40 r 2
dengan
(1)
F = gaya Coulomb
q = muatan litrik
r = jarak antar muatan
0 : permitivitas vakum = 8,85 x 10-12 C2/Nm2
k : konstanta
= 9 x 109 Nm2/C
Hal-hal penting sehubungan dengan persamaan (1)
di atas adalah :
 Persamaan hanya berlaku untuk muatan titik
(partikel)
 Tetapan pembanding diambil berbentuk 1/40
agar rumus yang diturunkan dari persamaan di
atas tidak mengandung faktor 4.
 Bentuk hukum Coulomb dengan tetapan
pembanding 1/40 ini berlaku jika menggunakan
sistem satuan MKS.
 Persamaan hanya berlaku di vakum/ udara.
 Jika jumlah muatan lebih dari dua yang
berinteraksi maka berlaku prinsip
superposisi, yaitu gaya pada muatan 1, F1,
oleh beberapa muatan adalah superposisi
gaya interaksi antara muatan 1 dengan
masing-masing muatan.
 


F1  F12  F13  F14  ...
(2)
dimana

F12
adalah gaya yang bekerja pada q1
oleh muatan q2.
 Persamaan (2) hanya berlaku jika interaksi
tidak saling mengganggu, yaitu posisi
muatan dianggap tetap.
Medan Listrik
Medan listrik adalah ruang di sekitar
muatan listrik.
Jika sebuah muatan uji (= +1 C )
ditempatkan dalam ruang di dekat
tongkat bermuatan, maka sebuah gaya
elektrostatis akan bekerja pada muatan
uji tersebut.
KUAT MEDAN LISTRIK
 Kuat medan listrik, E, adalah vektor gaya
Coulomb yang bekerja pada satu satuan muatan
yang terletak pada titik dalam medan gaya.


F
E 
q0
dimana
atau

E
q
2
40 r
q = muatan sumber
q0 = muatan uji
Satuan kuat medan listrik adalah N/C.
1
Muatan Lebih dari Satu
 Untuk distribusi muatan titik berlaku :


E   En
(4)
 Sedangkan untuk muatan kontinyu :


E   dE
(5)
Garis Gaya
 Konsep garis gaya diusulkan oleh Michael
faraday untuk memvisualkan medan listrik (dan
medan magnet).
 Garis gaya adalah garis khayal yang ditarik
sedemikian hingga arahnya di sembarang titik
(arah tangennya) sama dengan arah medan di
titik yang bersangkutan.
Konsep Garis Gaya
Hubungan garis gaya dengan medan listrik
– Garis singgung pada sebuah garis gaya (garis
lengkung) pada setiap titik memberikan arah E
di titik tersebut
– Jumlah garis gaya digambarkan sebagai
banyaknya garis persatuan luas (yang tegak
lurus pada garis-garis tersebut) sebanding
dengan besar E.
Gambar Garis Gaya
Fluks Medan Listrik
 Fluks medan listrik
 E, adalah banyaknya garis gaya yang
menembus suatu satuan luas yang tegak
lurus pada kuat medan listrik.
Hukum Gauss
 Hukum Gauss : Jumlah garis gaya yang keluar
dari suatu permukaan tertutup sebanding
dengan jumlah muatan netto yang dilingkupi
oleh permukaan tertutup tersebut.
 
 0  E . dS  q
dengan q adalah muatan netto yang dilingkupi
permukaan Gauss.
Permukaan tertutup di sini disebut
permukaan Gauss.
Muatan di luar permukaan tidak
memberikan kontribusi pada q.
POTENSIAL LISTRIK
• Energi Potensial
 Dari teorema kerja-energi didapatkan bahwa
perubahan energi potensial sama dengan
kerja yang harus dilakukan melawan medan
gaya untuk memindahkan benda dari A ke B.
Secara matematis dapat ditulis
 
   F . dr
B
U  W AB
A
Secara umum energi potensial medan
listrik oleh muatan sumber q yang dimiliki
oleh muatan uji q0 pada jarak r dari q
adalah
qq0
U
40 r
1
Potensial listrik didefinisikan
sebagai energi potensial per
satuan muatan.
 Sedangkan beda potensial
U WAB
VB  V A 

q0
q0
Beda potensial ini tidak tergantung pada jalan yang
ditempuh untuk memindahkan muatan dari A ke B.
 Harga WAB bisa positif (VB > VA), negatif (VB < VA)
atau nol (VB = VA).
 Biasanya A diambil pada jarak tak hingga sehingga
VA berharga nol.
 Satuan potensial listrik adalah J/C atau Volt.
• Sekian dulu untuk hari ini, semoga dapat
dimengerti.
• Terima kasih atas perhatiannya, dan
mohon maaf bila ada salah.