LISTRIK STATIS Salah satu contoh gejala listrik statis

LISTRIK STATIS Salah satu contoh gejala listrik statis adalah KILAT Kain woll Lakukan kegiatan berikut: • Gosokkan penggaris palstik pada kain wol/rambut kepala yang kering • Dekatkan pada sobekan kertas kecil • Apa yang terjadi ? LISTRIK STATIS adalah gejala interaksi muatan listrik yang tidak bergerak atau muatan diam Batang plastik menerima elektron dari kain, shg plastik bermuatan negatif, kain posisitp. Batang kaca melepas elektron jika digosokan ke kain. Benda bermuatan positip: jika kelebihan proton atau kekurangan elektron. Benda bermuatan negatif jika kelebihan elektron atau kekurangan proton

HUKUM COUL 0 MB Dua muatan sejenis didekatkan Dua muatan berlainan jenis didekatkan tolak menolak dan muatan sejenis tarik-menarik GAYA COULOMB F=k Q 1. Q 2 r 2 Keterangan : F = gaya Coulomb ( N ) Q 1, Q 2 = muatan masing-masing partikel ( C ) r = jarak antara kedua muatan ( m ) k = tetapan=9. 109 Nm 2/C 2 k = 1/(4πεo)=9. 109 Nm 2/C 2

MEDAN LISTRIK + - Medan listrik disekitar muatan positif Medan listrik disekitar muatan negatif Titik P yang bermuatan Q’ (muatan uji) berada di didalam suatu medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan sumber Q, maka tingkat kekuatan medan listrik di titik P dinyatakan dengan KUAT MEDAN LISTRIK ( E ), yang besarnya dinyatakan dengan persamaan : Keterangan P E=F/Q E= k. Q/r 2 Kuat medan listrik merupakan besaran vektor E = Kuat medan listrik dititik P (N/C) F = Gaya listrik dialami muatan Q’ Q= Muatan listrik diam( C ) k=9. 10 9 N. m 2/C 2 + E(r) Kurva E(r) Semakin jauh nilai E semakin kecil r(m)

HUKUM GAUSS Fluks listrik (Φ)yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik dibagi permitivitas medium Garis normal Fluks=Garis gaya medan listrik: Φ θ Jumlah fluks listrik menembus permukaan atas 8 weber, sedang yang lolos pada permukaan samping selinder 5 weber maka: 1. Medan listrik (E) permukaan atas: E=Φ/Acosθ 2. Jumlah fluks yang diserap 3 weber : Φnet 3. Jumlah muatan di dalam selinder Q= Φnet. ε

Usaha adalah selisih energi potensial Usaha listrik dan Energi Potensila Listrik (Jolue) W=Ep 2 -Ep 1…. . Joule Ep 1=k. Q. Q’/r 1……. . Joule 1 Q’ r 1 W 12 = k Q Q’ (1/r 2 – 1/r 1) + POTENSIAL LISTRIK : V( Volt) Q Potensial Listrik: Energi postensil listrik persatuan muatan r 2 Medan listrik muatan Q Ep 2=k. Q. Q’/r 2……Joule 2 Usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan Q’ dari titik 1 ke titik 2 didalam medan listrik yg dihasilkan muatan Q V=k. Q/r…………. volt

Energi potensial dan Potensial listrik merupakan besaran Skalar, sehingga : EP tot = k q 2 r 12 EP tot: EP total dimiliki muatan q 1 di dalam medan listrik q 2 dan q 3 Potensial total muatan q 1 dapat ditulis: q 3 q 1 r 3 r 2 P Vtot= EP tot/q 1 Vtot= k(q 2/r 12 + q 3/r 13) Titik P netral memiliki potensial listrik V total: Vtot= k(q 1/r 1 + q 2/r 2 + q 3/r 3) r 13 r 1 q 1 q 2 + q 1 q 3 r 12 r 13

Muatan Q diantara dua keping bermuatan: E = Φ/A Φ=Q/εo + + + Bola bermuatan listrik + + + _ F + F _ - _ E(tetap) + _ + + + + E=k. Q/r 2 E(N/C) E=k. Q/r 2 E=0 d(m) Kurva Medan Listrik Keping Sejajar bermuatan Kurva Medan Listrik R Bola bermuatan r -R r V(volt) V= E. d V=k. Q/r V=k. Q/R Kurva Potensial Listrik d(m) keping sejajar bermuatan -r 0 -R R Kurva Potensial Listrik Bola bermuatan V=k. Q/r r

Interaksi listrik statik bersifat konservatif ? ! Muatan listrik dipindahkan secara radial – Tidak ada disipasi energi ketika partikel bermuatan berpindah dalam medan listrik. – Kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan sebuah muatan titik tidak bergantung pada lintasan Medan listrik ini disebut MEDAN KONSERVATIF – Kerja yang dilakukan untuk memindahkan sebuah muatan melawan gaya listrik akan tersimpan sebagai POTENSIAL muatan m, q, v 1 HUKUM KEKEKALAN ENERGI r 1 v 2 Q+ r 2 m, q Ion bermasa m bermuatan q bergerak di dalam medan listrik Q+ dengan kecepatan v 1 ke posisi 2 sehingga kecepatan menjadi v 2 EP 1+Ek 1 = EP 2 + Ek 2 EP=k. Q. q/r Ek= ½ m. v 2

Kapasitor Si penyimpan energi Terbuat dari dua konduktor yang disisipkan bahan penyekat Kegunaan kapasitor, dalam rangk Elektronik diantaranya: 1. Mencari gelombang radio 2. Piranti Sistem pengapian mobil 3 Sebagai filter dln Catu daya Kapasitor digunakan untuk menyimpan energi listrik, dalam waktu yang singkat untuk kemudian dibebaskan kembali dengan cepat. Biasanya digunakan untuk: 1) Oslator pada sistem antena radio/TB 2) Flip-flop sistem trafict light 3) Memblokir listrik dc antar sistem elektronik 4) Meredam lucutan listrik sistem konektor/swicth 9 5) Meredam osilasi tegangan pada sistem pengaturan

BENTUK-BENTUK KONDENSATOR/KAPASITOR Kapasitor Elektrolit: Bahan dielektrik menggunakan larutan elektrolit Kapasitor Gip/Keramik/Milar: Kapasitor yang bahan dielektrik menggunakan gip/keramik dan milar Pada saat Saklar ditutup, kondensator di isi dan jika saklar dibuka kondesator mengeluarkan listrik

KONSTRUKSI DAN LAMBANG KONDENSATOR/KAPASITOR Kapasitas kapasitor menyimpan energi listrik bergantung pada kontruksi fisiknya, yaitu luas keping(A), jarak keping(d), dan jenis bahan penyekat(dielektrik) 11

Tegangan atau bedapotensial antara kedua elektrode kapasitor adalah V Energi Listrik (W) tersipan dalam kapasitor Q= C. V W= 1/2 C. V 2 Q=Muatan tersimpan (Coulomb) C=kapasitas kapasitor(Farad) V=tegangan (Volt) W=Energi listrik (Joule) V=Q/C Rapat Muatan listrik…C/m 2 σ=Q/A Permitivitas relatif beberapa bahan dielektrik BAHAN DIELEKTRIK Vakum K Udara(20 o. C, 1 atm) 1, 0000 1, 0006 Alumunium Oksida Kaca Pyrex Mika 8, 4 5, 6 5, 4 BAHAN DIELEKTRIK Kertas Minyak Transformator Teflon Silika Campuran Air K 3, 5 2, 22 2, 1 3, 78 78, 5 12

Rangkaian Kapasitor Seri V=Q/C 1. Besarnya kapasitas kapasitor pengganti untuk susunan kapasitor seri 1/CT = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 +. . . 2. Besar muatan masing 2 kapasitor susunan seri QT = Q 1 = Q 2 = Q 3 =. . . 3. Beda potensial ujung-ujung kapasitor pengganti Parallel VT = V 1 + V 2 + V 3 +. . . 1. Besarnya kapasitas kapasitor total untuk susunan paralel adalah CT = C 1 + C 2 + C 3 +. . . 2. muatan kapasitor pengganti merupakan jumlah muatan masing-masing kapasitor 3. Beda potensial kapasitor pengganti QT = Q 1 + Q 2 + Q 3 +. . . V = V =. . . 13

Soal Latihan 1. Jika emisitivitas minyak 9 kali emisitivitas udara, berapa kalikah besar gaya Colulomb di ai minyakdibandingkan saat di udara dari bola bermuatan? 2. Dua bola jari-jari nya 10 cm dan 20 cm bermuatan - 10 u. C dan 20 u. C. Jika jarak antar permukaan bola 70 cm. Hitung a) gaya Coulomb yg dialami tiap bola b). Dimanakah sebuah titik p bermuatan 1 u. C diletakan supaya gaya coolomb resultannya nol 3. a. Berapakah kuat medan dipermukaan bola dan muatan sebuah bola yang jari-jari 5 cm jika kurva medan listriknya seperti gambar_1. b) Lukiskan pula kurva potensial /tegangannya 4. Bidang segiempat A, B, C, D sisi 20 cm dan 10 cm, tiap sudut terdapat muatan listrik 10 u. C; 20 u. C; 30 u. C dan 40 u. C. Titik E netral berada di pusat bidang. Hitunglah a) Resultan gaya Coulomb di alami titik A b) Resultan medan listrik dialami titik. D c) Energi Potensial total titik E d) Potensial total titik E 5. Sebuah ion diam 10 miligram, 2 u. C dari posisi 2 m bergerak melintas mendekati muatan titik -10 C. Hitung kecepatan ion pada saat jaraknya 50 cm dari muatan titik 6. Berapa kali kah nilai kapasitas, tegangan listrik dan energinya listriknya terhadap nilai semula jika luas permukaannya diubah 4 kali smula, jaraknya ¼ kali semula dan bahan dielektrik 5 kali semula? Jika muatan kapasitor tetap. 7. a)Tuliskan tujuan rangkaian C, di seri dan di paralel b) rumus equivalen kapasitas, tegangan, muatan dan energi dari rangakain seri dan paralel kapasitor? 8. Kerjakan soal ulangan harian, ulangan remidial dan soal pengayaan LKS dari halaman 50 sampai dengan halaman 54 E(N/C) Siswa mendapat skor ulangan listrik statis: Wiliam=15 Jeconiah=10 10 Richard=5 E=0 Temy=5 0 5 10