1 listrik magnet(muatan diskrit).ppt

8/19/2019 1 listrik magnet(muatan diskrit).ppt

1/43


2/43

Silabus Listrik

• Medan Listrik:

– Distribusi Muatan Diskrit

– Distribusi Muatan Kontinu

• Potensial Listrik

• Kapasitansi, Dielektrik, dan Energi Elektrostatik

• Arus Listrik• Rangkaian Arus Searah


3/43

• Medan Magnetik

• Sumber Medan Magnetik

• nduksi Magnetik• Magnetisme Dalam Materi

• Rangkaian Arus !olak !alik

• Persamaan Ma"#ell dan $elombangElektromagnetik

Silabus Magnet


4/43

• Listrik berasal dari kata elektron %dalam bahasa &unani'(ang men(ebutkan batu amber (ang ketika di gosokakan menarik benda)benda ke*il seperti +erami atau

bulu• -urassi* Park .

Medan Listrik,

distribusi muatan diskrit

http://www.wehug.com/img/amber-oval-large-68322a.jpghttp://www.wehug.com/img/amber-oval-large-68322a.jpg


5/43

Materi ini akan membahas tentang medan listrik yang diakibatkanoleh adanya muatan listrik pada ruang hampa.

Perhitungan muatan listrik menggunakan persamaan hukum

Coulomb yang telah dimodifikasi sedemikian hingga didapatkan suatu

persamaan baru mengenai medan lisitrik

Asumsi muatan listrik berukuran sangat kecil dibandingkan dengan

jarak kedua muatan tersebut

Muatan terletak pada ruang hampa udara

Jika jumlah muatan sangat banyak dan sifatnya homogen maka

dapat diasumsikan muatan tersebut berdistribusi pada garis, bidangmaupun volume

Konsep asar


6/43

! "ilbert, #$%%, dokter istana &nggris electric

'membedakannya dgn gejala kemagnetan(

! u )ay, #*%%, tolak menolak + tarik menarik

resinous '+(, vitreous '(

! )ranklin, ilmu-an /A membagi muatan listrik atasdua0 positif dan negatif. Jika gelas dengan sutera

digosokkan, maka gelas akan bermuatan positif dan

sutera akan bermuatan negatif

! Millikan, #1$2 3 #245, mencari harga muatan paling

kecil, percobaan tetes minyak Millikan! Muatan elektron e 6 #,$ #%+#2 C

u )ay

"ilbert

Millikan


7/43

• Menurut S satuan muatan adalah/oulomb %/', (ang dide0inisikan dalambentuk arus listrik, Ampere %A'

• Muatan sekitar 12 n/ sampai 2,1 µ/dapat dihasilkan dalam laboratoriumdengan *ara menempelkan benda)benda tertentu dan menggosokkann(a

Satuan Standar

Internasional


8/43

Medan listrik merupakan suatu besaran vektor yang diakibatkan

adanya muatan listrik

Medan listrik 0 suatu daerah yang masih terpengaruh oleh adanyagaya listrik.

Muatan 7istrik 0 Jumlah atau kuantitas listrik yang terdapat pada

sebuah benda yang dinyatakan dengan satuan Coulomb 'C( yang

terdiri dari muatan positif dan negatif serta netral

8ektor posisi 0 vektor satuan yang arahnya sejajar dengan lintasan

'posisi( antara muatan # dan muatan 9 yang menimbulkan gaya listrik

"aris gaya listrik 0 suatu cara untuk menggambarkan arah medan

listrik

efinisi


9/43

:erdasarkan eksperimen Coulomb didapatkan adanya gaya listrik

yang diakibatkan oleh 9 muatan atau lebih

Arah gaya coulomb yaitu searah dengan vektor posisi antara muatan

;# dan ;9

engan melakukan satu modifikasi jika muatan kedua tetap dijaga jaraknya dengan muatan ;# maka besar gaya coulomb tetap


10/43

! "aya yg dilakukan oleh satu muatan titikpada muatan titik lainnya bekerjasepanjang garis yang menghubungkankedua muatan tersebut. :esarnya gayaberbanding terbalik kuadrat jarak

keduanya, berbanding lurus dgnperkalian kedua muatan.

! "aya tolak menolak muatan sama

! "aya tarik menarik muatan beda

! engan k 6 1,22 #%2 =.m9>C9

Hukum Coulomb

122

12

2112 r ˆF

r qkq=


11/43

?ukum Coulomb 0

"aya+gaya yang terjadi pada dua buah muatan berjarak @

! /ebanding dengan kedua muatan ;# dan ;9 ! :erbanding terbalik dengan kuadrat jarak!Muatan sejenis akan tolak+menolak sedangkan muatan

tak sejenis akan tarik+menarik

! Arah gaya pada garis penghubung antara keduamuatan

2213

21

121

123

12

212

12

1212

9

12

12

o

FR

R

QQk F

R

R

QQk F

R

R a

k 10x9)10x854,8(4

1

10x854,8

−==

=→=

=≈

π

=ε

−

−

122

12

212

4

1

r R

QQ

F oπε

=


12/43

painting static charge


13/43

• Dua muatan titik masing)masing sebesar 2,23 µ/dipisahkan pada +arak 12 *m /arilah %a' besarn(aga(a (ang dilakukan oleh satu muatan pada muatanlainn(a dan %b' -umlah satuan muatan dasar pada

masing)masing muatan

• 4iga muatan titik terletak pada sumbu "5 61 7 83 n/terletak pada titik asal, 68 7 )12 n/ berada pada

"78m, dan 62 7 82 n/ berada pada " 7 9,3 m/arilah ga(a total pada 62 akibat 61 dan 68

Contoh Soal


14/43

0, 05C

+

0, 05C

+

10 cm

# 9F21 F12

( )( )( )

N

m

C xC xC m N

3-

2

66229

2

21

10x2,25

)1,0(

1005,01005,0/.8,99x10

r

qkq F

=

=

=

−−

11

19

6

1012,3106,1

1005,0 x

C x

C x

e

q N

Neq

===

=

−

−

Solusi Soal no.1


15/43

2 m 1,5 m

q1 = 25nC q2 = -10nC q0 = 20nCF20

F10

i N)(0,367

i)5,3(

)1020)(1025)(/.1099,8(

ˆ

2

99229

102

10

0110

µ =

×××

=

=

−−

m

C m N

r r

qkq F

N)i0,799(-

i)5,1(

)1020)(1010)(/.10(8,99

ˆ

2

99229

202

20

0220

µ =

××−×=

=

−−

m

C C C m N

r r

qkq F

N)i(-0,432i)799,0(i)367,0(2010 µ µ µ =−=+= N N F F F total

Solusi Soal no.


16/43

• /arilah resultan ga(a pada muatan

82µ/ dalam soal gambar berikut:

q1q2

q3

Soal


17/43

N ,m

C Nm F

N m

C C Nm F

81)1(

)1020)(1010)(/109(

2)6,0(

)1020)(104)(/109(

2

66229

13

2

66229

23

=×××

=

=×××=

−−

−−

N N F

N N F o

y

o x

1,137sin)8,1(

4,137os)8,1(

13

13

==

==

o

y x

dan

N F

N N F N F

664,1

1,3ar!an

4,31,34,1

1,10,2"an4,1

22

==

=+=

+==

θ

Solusi Soal


18/43

Contoh Soal

iketahui sebuah muatan ;# sebesar 5%% µ C yang

terletak di titik A'#, 9, 5(. ?itung gaya Coulomb yang

bekerja pada muatan lain ;9 sebesar + #%% µ C yangterletak di titik :'9, %, 4(.

Jawab :

Na20a20a10

3

)a2a2a(

3

)10x100)(10x300(10x9F

3

)a2a2a(

R

R a32)2(1R

a2a2a)35(a)20(a)12(r r R

#$x

#$x

2

669

2

#$x

12

1212

22212

#$x#a$x1212

−+−=

+−−=

+−===+−+=

+−=−+−+−=−=

−−


19/43


20/43


21/43

• ntuk menghindari kesalahan (angmungkin ter+adi dalam konsep ga(amaka diperkenalkanlah konsep medanlistrik Dimana:

)( 0 kecil q

q

F E

o

=

Medan Listrik


22/43

• ;ukum /oulomb untuk E

akibat satu muatan titik

• ;ukum /oulomb untuk E

akibat suatu sistem

muatan titik

02

0

î

i

ii r

r

kq E =

∑ ∑==i

i

i

ii r

r

kq E E

02

0

ˆ


23/43

• Sebuah muatan positi0 617


24/43

3 m

! ! P1P2

4 m

7 m

q1=8nC

q2=12nC

( )( )( )

( )( )( )

)%("i )/5,13()/0,12()/47,1(

3

1012/1099,8

7

108/1099,8

1

2

9229

2

9229

22

2

21

1

iC N iC N iC N

m

C C Nmi

m

C C Nm

x

kq

i x

kq

E

=+=

××+

××=

+=

−−

( )( )( )

( )( )( )

)%("i )/100()/108()/99,7(

1

1012/1099,8

3

108/1099,8

2

2

9229

2

9229

22

2

2

1

1

iC N iC N iC N

m

C C Nmi

m

C C Nm

x

kqi

x

kq E

−=−=

××+

××=

+=

−−

Solusi soal

Contoh Soal


25/43

Contoh Soal

?itung medan listrik di M'5, + B, 9( dalam ruang hampayang disebabkan oleh muatan ;# 6 9 n C di P#'%, %, %(

dan ;9 6 5 n C di P9 '+ #, 9, 5(.Jawab :

#$x

#$x#$x

3

#$x99

3

#$x99

3

2

22

3

1

1121

2222#$x2

2221#$x1

a5,160a881a7,625

)a70a9,419a9,279()a5,230a1,461a8,345(

)280,7(

)aa6a4)(10x3(10x9

)385,5(

)a2a4a3)(10x2(10x9

R

R kQ

R

R kQ&&&

280,7)1()6()4(R aa6a4R

385,5)2()4()3(R a2a4a3R

+−=

−−++−=

−−+

+−=

+=+=

=−+−+=→−−=

=+−+=→+−=

−−

C t h S l


26/43

Contoh Soal

!/ebuah muatan bidang ρ/ sebesar 9 nC>m9 terletak

pada bidang 6 5. /ebuah muatan garis ρ7 sebesar 9%

nC>m terletak pada 6 #, D 6 B.


27/43


28/43

• ;itunglah nilai E di P9 @

• !erapa besar sudut (ang di*iptakan resultan E di

P9 terhadap sumbu " positi0

! !q1=8nC

q2=12nC

4 m

3 m

E di P3 ?

soal


29/43

! "aris medan listrik bermula dari muatan dan berakhir pada muatan 3! "aris9 digambar simetris, meninggalkan atau masuk ke muatan

! Jumlah garis yang masuk>meninggalkan muatan sebanding dgn besar

muatan

! Kerapatan garis9 pada sebuah titik sebanding dgn besar medan listrik di

titik itu!


30/43


31/43


32/43


33/43


34/43


35/43


36/43


37/43


38/43


39/43


40/43


41/43

• Muatan titik dalam medan listrik akan mengalami ga(a 6E

• Sehingga per*epatan partikel dalam medan listrik memenuhi:

• Didapatkan dari: mekanik 7 listrik

E m

qa =

"erak Muatan $itik di

Dalam Medan Listrik


42/43


43/43

• Dipol listrik ter+adi +ika dua muatanberbeda tanda dipisahkan olehsuatu +arak ke*il L

• Suatu dipol listrik ditandai oleh

momen dipol listrik p, (angmerupakan sebuah Bektor (angmempun(ai arah dari muatannegati0 ke positi0

• p76L, untuk gambar kartesiandiatas maka p7 2a6i

-q +q

L

p=6L +-

Di%ol Listrik

1 listrik magnet(muatan diskrit).ppt

Documents

Transcript of 1 listrik magnet(muatan diskrit).ppt