1. PPT - Muatan listrik dan medan listrik.pdf

• Muatan Listrik dan Medan Listrik

• Hukum Gauss


• Hukum Gauss

• Potensial Listrik

• Kapasitansi dan Dielektrik



• Arus Listrik, Resistansi dan Arus Searah


• Medan Magnet

• Gaya Magnet

• Medan Magnet

• Gaya Magnet

• Sumber Medan Magnet

• Induksi Elektro-magnetik



• Induktansi

• Arus Bolak-Balik

• Induktansi


� Muatan Listrik

� Konduktor, Isolator dan Muatan Induksi

� Hukum Coulomb

� Gaya dan Medan Listrik

� Perhitungan Medan Listrik

� Garis Medan Listrik

� Gerak Muatan dalam Medan Listrik

� Dipol Listrik


• Hukum Gauss


• Hukum Gauss







• Medan Magnet

• Gaya Magnet

• Medan Magnet

• Gaya Magnet





• Induktansi


• Induktansi


� Mendefinisikan sifat dasar muatan dan menjelaskan

bagaimana muatan listrik bersifat konstan.

� Menjelaskan bagaimana benda menjadi bermuatan.

� Menggunakan hukum Coulomb untuk menghitung

gaya listrik antara muatan-muatan.

� Membedakan antara gaya listrik dan medan listrik.

� Menghitung medan listrik akibat banyak muatan .

� Menggunakan garis gaya magnet untuk

memvisualisasi dan menginterpretasi medan listrik.

� Menentukan sifat-sift dipol listrik.

• Muatan Listrik

• Konduktor, Isolator dan Muatan Induksi

• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb

• Gaya dan Medan Listrik

• Perhitungan Medan Listrik



• Garis Medan Listrik


• Gerak Muatan dalam Medan Listrik


• Dipol Listrik• Dipol Listrik

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Muatan Listrik

Medan Listrik

Muatan Listrik Medan Listrik

Jenis & Sifat

Muatan Listrik

Konduktor, Isolator

& Muatan Induksi

Hukum Coulomb

Perhitungan Medan

Listrik

Garis Medan Listrik

Gerak Muatan dalam

Medan Listrik

Dipol ListrikMetode Vektor

Metode Grafik

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










1. Materi terdiri dari partikel-partikel bermuatan

positif (proton) dan bermuatan negatif (elektron)

2. Benda disebut bermuatan (positif atau negatif) jika

jumlah proton dan elektron tidak seimbang

3. Konduktor adalah benda yang memiliki partikel

bermuatan yang bebas bergerak, sedangkan dalam

isolator, partikel bermuatan tidak bergerak bebas

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� ISOLATOR : elekktron

terikat kuat dengan atom,

tidak dapat bergerak.

� Contoh : Plastik dan kaca

� KONDUKTOR : elektron

berberak bebas

membentuk fluida

� Contoh : logam

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� SEMIKONDUKTOR : elektron terikat lemah hingga

medan listrik cukup kuat untuk menarik keluar.

� Dengan penambahan ketidakmurnian (doping),

semikonduktor dapat bersifat konduktor atau

isolator.

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Terdiri dari dua jenis : muatan positif dan negatif

� Terkuantisasi

� Muatan terkecil = muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19C

� Satuan muatan adalah Coulomb (C)

+ -

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Benda bermuatan akan mempengaruhi susunan

muatan benda netral

� Proses bermuatan hanya proses transfer muatan,

bukan menciptakan muatan baru

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� HUKUM KEKEKALAN MUATAN :

� Jumlah muatan total di alam semesta konstan

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Antar muatan listrik akan terjadi interaksi (gaya

listrik Coulomb) .

� Pada muatan sejenis, gaya tolak menolak

� Pada muatan tak sejenis, gaya tarik menarik.

� Berapa besar gaya listrik tersebut ?

� Bagaimana menentukan arahnya ?

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Muatan q1 berada pada posisi r1 dan muatan q2

berada pada posisi r2, Muatan q1 memberi gaya F12 adalah pada q2

+

+

F21q1

q2

F12

r1

r2

r2-r1

k = konstanta Coulomb

x

y

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Pada gaya tolak

menolak, arah r dan F

sama,

� Pada gaya tarik

menarik, arah r dan F

berlawanan,

q2

+ +

q1

F12r12

+ +

q1 q2

F21

r21

- +

q1

F12r12

q2

- +

q1

F21

r21

q2

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Antara muatan A dan B terjadi gaya tolak menolak,

dimana qA = 4 qB. Pernyataan mana yang benar ?

1. FAB

> FB A

2. FAB

< FB A

3. FAB

= FBA

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Sebuah uang logam bermuatan +1.0 C dan logam

nikel lain bermuatan -1.0 C. Keduanya terpisah

sejauh 10 cm

� Berapa besar gaya Coulomb ? Apakah tarik menarik

atau tolak menolak ?

� Apakah ini problem fisika yang realistis ?

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Dua muatan Q berada pada sumbu x di x = +1 m dan x =

-1 m. Muatan ketiga q tidak akan mengalami gaya netto

akibat kedua muatan Q jika ditempatkan di :

� Dimanapun pada sumbu x diantara dua muatan Q

� Dimanapun pada sumbu x, tidak diantara dua

muatan Q

� Dimanapun asal x =0

� Tidak ada tempat yang

menghasilkan gaya

netto nol pada q

y

z

x Q

Q

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� GRAFIK

� Gambar setiap gaya yang bekerja

� Uraikan gaya pada komponen x dan y

� Tentukan besar gaya netto pada tiap komponen

� Tentukan besar gaya netto total

� Tentukan sudut terhadap setiap sumbu untuk menentukan arah vektor

� VEKTOR

� Tentukan vektor posisi r dan jarak pisah muatan rA

- rB

� Gunakan hukum Coulomb dengan memasukkan jenis muatan.

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










+

r1

r2

+

-r3

F13

q1

q2

q3

F31

F12

F21

F23 F32

F13

F21F1

F31

F12

F1

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Tiga muatan titik terletak pada sumbu x; q1 = 25 nC

terletak pada titik asal, q2 = -10 nC berada pada x = 2m,

dan q0 = 20 nC berada pada x = 3,5 m.

Carilah gaya total pada q0 akibat q1 dan q2.

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Carilah resultan gaya pada muatan 20 µC dalam soal

gambar berikut:

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Medan listrik dihasilkan dari muatan listrik yang

dapat digambarkan dalam vektor medan yang

memenuhi ruang

� Sebuah vektor medan terdiri dari vektor yang tak

hingga banyaknya, dimana sebuah vektor

menunjukkan sebuah vektor medan di suatu titik

dalam ruang

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Medan vektor dari sebuah muatan positif radial

keluar

� Muatan positif dalam medan akan mengalami gaya

searah medan.

� Muatan negatif dalam medan akan mengalami gaya

berlawanan arah medan

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Medan vektor dari sebuah muatan negatif radial

kedalam.

� Muatan positif dalam medan akan mengalami gaya

searah medan.

� Muatan negatif dalam medan akan mengalami gaya

berlawanan arah medan

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Sebuah elektron bergerak mengelilingi orbit lingkaran

pada bidang gambar, hal ini dapat disebabkan oleh :

a. Medan listrik tegak lurus menuju bidang gambar

b. Medan listrik tegak lurus keluar bidang gambar

c. Medan listrik radial keluar dari pusat orbit

d. Medan listrik radial menuju pusat orbit

e. Tidak ada medan listrik yang dapat menyebabkan

hal tersebut

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Sebuah muatan titik berada di titik pusat sumbu

koordinat, Sepanjang sumbu x positif, medan listrik

akibat muatan ini pada arah x negatif, bagaimana arah

medan listrik sepanjang sumbu y negatif ?

a. Pada arah positif y

b. Pada arah negatif y

c. Pada arah positif x

d. Pada arah negatif x

e. Tidak ada pilihan yang benar

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Kuat Medan Listrik E = Gaya listrik F

per satuan muatan uji q, dimana Q

merupakan muatan sumber.

� r = jarak dari muatan sumber Q ke titik

pengamatan (P)

� Satuan E adalah N/C

(Newton/Coulomb)

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










+F21

q1 q2

F12+

E1E2

Etot=E1+E2

r1 r2

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










METODA VEKTOR

� Tentukan vektor posisi r dan jarak pisah muatan rA - rB

� Gunakan hukum :

METODA GRAFIK

� Gambar setiap vektor medan listrik

� Tentukan medan listrik total dengan cara penjumlahan

vektor secara grafik.

+q1

E1E2

E3

E4

r1

r2

+

-

-q2

q3

q4

r3

r4

rp

P

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Sebuah elektron ditempatkan dalam di suatu titik

dalam ruang yang mempunyai medan listrik arah ke

kanan seperti pada gambar, kemana arah gaya pada

elektron ?

a. Ke kiri

b. Ke kanan

c. Nol

d. Tidak dapat didefinisikan

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Medan listrik pada suatu titik yang jauhnya 10 cm dari

muatan titik adalah 100 V/m. Berapa medan listrik

pada jarak 20 cm dari muatan tersebut ?

a. 200 V/m

b. 100 V/m

c. 50 V/m

d. 25 V/m

e. 10 V/m

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Dua buah muatan positif yang sama besar q1 = q2 = 6,0

nC berada pada sumbu y pada y = 3 cm dan y = -3 cm.

Tentukan :

a. Besar dan arah medan listrik pada titik di sumbu x

dengan x = 4 cm

b. Berapa besar gaya pada muatan uji qo = 2 nC jika

diletakan pada x = 4 cm tersebut.

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Dengan cara yang sama dengan mencari E :

� Arah F horisontal ke kiri (berlawanan dengan E)

q1 +

Ftot

r1

r2+

-quji

F1

F2

q2

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Jumlah muatan sumber :

λ , α, ρ = ?

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Muatan -4 nC tersebar merata pada batang isolator

setengah lingkaran. Kemana arah medan listrik pada

titik O ?

a. Kiri

b. Kanan

c. Atas

d. Bawah

e. Lain-lain O

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Tindakan mana yang dapat memperkuat medan listrik

di titik O ?

a. Memperpanjang batang tanpa mengubah muatan

b. Memperpendek muatan tanpa mengubah muatan

c. Mempertebal batang tanpa mengubah muatan

d. Mempertipis batang tanpa mengubah muatan

e. Menghilangkan muatan dari batang

O

Batang bermuatan

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Urutkan kuat medan listrik dari yang terbesar hingga

yang terkecil

� Ea = Eb = Ec = Ed = Ee

� Ea > Ec > Eb > Ee > Ed

� Eb = Ec = Ed = Ee > Ea

� Ea > Eb = Ec > Ed = Ee

� Ee > Ed > Ec > Eb > Ea

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Arah medan listrik yang mana yang menghasilkan

lintasan parabolik proton ?

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Sebuah proton dipercepat dari keadaan diam dalam

medan listrik homogen 40 N/C. Beberapa saat

kemudian, kecepatannya mencapai 1,20 × 106 m/s.

a. Berapa percepatan proton ?

b. Berapa lama proton mencapai kecepatan

tersebut?

c. Berapa jauh lintasan yang ditempuh proton ?

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Sebuah muatan seragam Q di sepanjang sumbu x =

0 hingga x = L.

Titik pengamatan P terletak pada x=xo

dq=l dx

P

xo

x

y

+ + + + + + + + +

L

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� Sebuah keping cakram berjari jari R bermuatan

seragam Q, tentukan kuat medan listrik E yang

berjarak x dari pusat cakram

a

R

da

x

r

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










� MESIN FOTOKOPI• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










Suatu muatan titik Q1 = -5 µC diletakkan di (4,-2) dan

muatan titik kedua Q2 = 12 µC di (1,2) Tentukan :

a. Besar dan arah dari medan listrik E di (-1,0)

b. Besar dan arah gaya Coulomb pada sebuah

elektron yang terletak di (-1,0)

c. Muatan garis seragam bertambah panjang dari x = -

2,5 cm menjadi x = + 2,5 cm dan memiliki densitas

muatan linier l = 4,5 nC/m. Tentukan :

d. Muatan total

e. Medan listrik di sumbu y di y = 4 cm, y = 12 cm dan

y = 4,5 cm.

• Muatan Listrik


• Muatan Listrik


• Hukum Coulomb

• Hukum Coulomb










1. PPT - Muatan listrik dan medan listrik.pdf

Documents

Transcript of 1. PPT - Muatan listrik dan medan listrik.pdf