Bab 4 Listrik Statis.pptx

8/20/2019 Bab 4 Listrik Statis.pptx

1/36

Kemampuan dasar yang akan

anda miliki setelah mempelajari

bab ini adalah sebgai berikut.

• Dapat memformulasikan gaya

listrik, kuat medan listrik, fluks,

potensial listrik, energi potensial

listrik, serta penerapanya pada

keping sejajar.

A.Gaya dan Medan Listrik

B.otensial Listrik

!.Kapasitor


2/36

Gaya dan Medan Listrik

Menunjukan Listrik Statis

Gaya Listrik


3/36

Sifat-sifat Muatan Listrik

". Muatan listrik digolongkan menjadi dua jenis, muatan

positif dan muatan negatif. Batang ka#a yang telah digosok

dengan sutera memiliki muatan positif, sedang batang

plastik yang di gosok ke kain $ol memiliki muatan negatif

%. Muatan listrik sejenis tolak&menolak ' muatan listrik tak

sejenis tarik menarik


4/36

Apa Penyebab Terjadinya Muatan Listrik

Karateristik penting dari muatan adalah bah$a muatan

listrik selalu kekal

Robert Milikan menemukan bah$a jika suatu benda

dimuati, maka muatanya selalu merupakan kalipatan darisebuah muatan elementer

Satu coulumb adalah sejumlah muatan yang mengalir

melalui suatu penampang ka$at dalam satu sekon ketika

arus ampere melalui ka$at itu.

1e = 1,60 x 10 ¹ C⁻ ⁹


5/36

!r"u#a Gaya Listrik

Hukum coulomb

Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan listrik

sebanding dengan muatan-muatanya dan berbanding

terbalik dengan kuadarat jarak antara kedua muatan.

r() )₁ ₂* = k


6/36

$e"iripan Gaya C!u#!"b dan Gaya Gra%itasi

ertama, gaya gra+itasi mun#ul karena adanya entitas

massa' gaya !oulomb mun#ul karena adanya entitas listrik.

Baik gaya gra+itasi maupun gaya !oulomb, keduanya

berbanding terbalik terhadap kuadarat jarak antara keduaentitas

Kedua, jika kedua gaya ini mun#ul pada interaksi antara dua

benda, maka gaya gra+itasi selalu jauh lebih ke#il daripada

gaya !oulomb.


7/36

Gaya C!u#!"b da#a" &a'an

ermiti+itas bahan

- r

/0"

/0"

Gaya !oulomb dalam bahan

F bahan - 1

r "

Gaya !oulomb dalam +akum di bandingkan

dengan gaya !oulomb dalam bahan

*bahan - 1 *+akum


8/36

Medan Listrik

Pen(ertian Medan Listrik

medan listrik didefinisikan sebagai ruang disekitar suatu muatan listrik

sumber dimana muatan listrik lainya dalam ruang ini akan mengalami

gaya Coulomb atau gaya listrik


9/36

* - ) 2₀

Kuat medan listrik pada lokasi di mana muatan uji beradakita definisikan sebagai besar gaya Coulomb yang bekerja

pada muatan uji itu dibagi dengan besar muatan uji

)₀*2 -


10/36

!r"u#asi $uat Medan Listrik pada Suatu Titik

r(

)

/0 r(₀)

Kuat medan listrik

2 - k

2 -

Vektor kuat medan listrik pada suatu titik adalah 3". 4ektor 2 menjauhi muatan sumber positif dan mendekati muatan

sumber negatif

%. 4ektor 2 memiliki garis kerja sepanjang garis hubung antara muatan

sumber dengan titik yang akan di lukis +ektor kuat medanya


11/36

)uku" Gauss

5iga hal tentang garis&garis medan listrik 3

". Garis&garis medan listrik tidak pernah berpotongan.

%. Garis 6 garis medan listrik selalu mengarah radial ke luar menjauhi

muatan positif dan radial ke dalam mendekati muatan negatif.

7. 5empat dimana garis&garis medan listrik rapat menyatakan tempatyang medan listriknya kuat .

Pen(ertian Garis-(aris Medan Listrik


12/36

!r"u#asi )uku" Gauss

Fluks listrik didefinisikan sebagai jumlah garis-garis medan

listrik yang menembus tegak lurus suatu bidang

8 - 2A #os 9


13/36

₀

:)

)uku" Gauss menyatakan ' jumlah garis-garis medan listrik

( fluks listrik yang menembus suatu permukaan tertutup

sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh

permukaan tertutup itu di bagi dengan permiti!itas udara " .₀

8 - 2A #os 9 -


14/36

$uat Medan Listrik ba(i *istribusi

Muatan $!ntinu

A

); -

Kuat Medan Listrik untuk Konduktor Dua Keping


15/36

$uat Medan Listrik untuk $!ndukt!r &!#a &er!n((a

/0r(₀

)

/0₀

"

r(

)

Kuat medan listrik diluar bola

2 - ' 2 -

₀

:)2A - -

#idalam bola$ kuat

medan listrik sama

dengan nol.


16/36

P!tensia# Listrik

r("

r="> - & K) ) ?₁₂ ₀ & @

!r"u#asi +ner(i P!tensia# Listrik

2 - 2 & 2 - K) ) ?₁₂ ₂ ₁ ₀ & @r("

r="


17/36

&eda P!tensia# Listrik

P!tensia# #istrik didefinisikan sebagai perubahan energipotensial per satuan muatan ketika sebuah muatan uji

dipindahkan di antara dua titik.

)₀ 2₁₂

4 -₁₂

r("

r=" 4 - K) ?₁₂ & @


18/36

P!tensia# Mut#ak !#e' Muatan

Su"ber Titik

Potensial mutlak adalah perubahan energi potensial persatuan muatan yang terjadi ketika sebuah muatan uji

dipindahkan dari suatu titik yang tak berhingga jauhnya ke titik

yang di tanyakan.

4 adalah potensial akhir 4 C dikurangi potensi a$al 4 C₁₂ ₂ ₁

4 - 4 & 4₁₂ ₂ ₁

r

K)P!tensi "ut#ak 4 -


19/36

P!tensia# !#e' &eberapa Muatan

Su"ber Titik

r i

) i

otensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa

muatan sumber

4 - k : - k . . . Cn

i-" r %

) %r "

) "r /

)/r 7

) 7


20/36

)uku" $ekeka#an +ner(i Mekanik

da#a" Medan Listrik

%

"

Eukum kekekalan energi mekanik

%& ' % = %& ' % ₁ ₁ ₂ ₂

)V ' m! * = )V '₁ ₁ ₂ m! *₂

%

"


21/36

)ubun(an *ua $epin( Sejajar

$!ndukt!r *ua $epin( Sejajar

+V AB = %d


22/36

diantara kedua keping rF d C 4 - 2 1 r

diantara luar keping r d C 4 - 2 1 d


23/36

$!ndukt!r &!#a &er!n((a

H

)

Bidang ekipotensial adalah bidang di mana setiap titik pada bidang

tersebut memiliki potensial listrik yang sama.

di dalam dan di kulit V# = VC = k =

di luar bola r H C 4B - k -

/0₀

"

H

)

r

)

/0₀

"

r

)


24/36

$apasit!r


25/36

Men(ena# $apasit!r

Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang ruang diantaranya

diisi oleh dielektrik (penyekat.

Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik dinyatakan

oleh besaran kapasitas atau kapasitansiC

1 f 10 . 1 /f 10 . 1 Pf 10 ¹ ⁻⁶ ⁻⁹ ⁻


26/36

enis 2 jenis $apasit!r

Kapasitor kertas$ kertas berfungsi sebagai bahan penyekat

di antara kedua pelat. Memeiliki kapasitas ," I*. apasitor

elektrolit$ sebagai bahan penyekat adalah aluminium

oksida. Memiliki kapasitas paling besar, yaitu sampaidengan " p*.

Kapasitor variabel $ adalah kapasitor dengan nilai kapasitas

dapat diubah&ubah, sehingga di gunakan untuk memilihfrekuensi gelombang pada radio penerima. Jilai maksimum

kapasitasnya sampai dengan p* , f C


27/36

Me"uati $apasit!r

3

4

&erbandingan antara muatan yang di simpan pada tiap keping terhadap

beda potensial yang di ,iptakan antarkeping disebut kapasitas

C

Kapasitas adalah ukuran kemampuan atau daya tampung kapasitor

untuk menyimpan muatan listrik untuk beda potensial yang di berikan.

1 farad 1 5!u#!"b %!#t


28/36

!r"u#asi $apasitas $apasit!r $epin(

Sejajar

4

)

d

" ₀

Kapasitas kapasitor keping

! - -


29/36

Pen(aru' *e#ektriku" ter'adap

$apasitas $apasit!r

Permitivitas relatif dielektrik adalah perbandingan antara kapasitas

kapasitor dalam dielektrik dengan kapasitas kapasitor dalam !akum ( tanpa

dielektrik

d

" ₀

d

"

d

"r" ₀

!₀

! D

Dielektrik udara atau !akum.

! -₀

Kapasitas kapasitor dalam dielektrik!D - -

r -


30/36

Pen(aru' *ie#ektrik untuk &aterai

Tidak *i'ubun(kan

r

4₀

Muatan yang tersimpan dalam kapasitor adalah tetap

)# = )

V # =

Beda potensial antarkeping setelah disisipi dielektrik akan berkurang

V# / 4 C


31/36

Pen(aru' *ie#ektrik untuk &aterai

Tetap *i'ubun(kan

!₀

!DKarena 4 - )0C$ - r

q D = 7r q ₀

Karena r ", muatan pada keping setelah disisipi dielektrik mengalami

kenaikan ()# 1 ) ₀

Baterai akan menjaga beda potensial antarkeping bernilai tetap , yaitu

4. Beda potensial sesudah penyisipan dielektrik 4DC sama dengan

beda potensial sebelum penyisipan dielektrik 4C.

3* 3₀


32/36

Ana#isis 8an(kaian $apasit!r

Susunan Seri $apasit!r kedua keping akan tersimpan muatan yang sama, )

3 ab 3 3 9 3₁ ₂


33/36

4 - ) C

kapasitas seri - . . .

ebalikan dari kapasitor eki!alen dari susunan seri kapasitor

sama dengan jumlah kebalikan dari tiap-tiap kapasitas

!₁"

! 1

"

! 2

"

! ek

"! 3

"! 2

"


34/36

Susunan Parare# $apasit!r

Beda potensial adalah sama untuk kedua kapasitor

4ab - 4 ) = ) ' ) = C V ' C V ₁ ₂ ₁ ₂

apasitor eki!alen pararel C ek = C ' C ' C ' . . .₁ ₂ ₃

apasitas eki!alen dari susunan pararel sama dengan

jumlah dari tiap-tiap kapasitas.


35/36

+ner(i P!tensia# $apasit!r

Nika salah satu muatannya kita bebaskan mulai dari keadaan diamdari satu keping ke keping lainya, maka energi potensialnya semakin

besar selama muatan itu berpindah.

%

4

%

)O!

%!

)

Beda potensial rata&rata simbol 4C

4 - - 4 -

₀:)

Psaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan )

> - )4

Qleh karena ) - !4, maka > - 8 - 2A #os 9 -

ersamaan energi yang tersimpan dalam kapasitor

> - - )4 - !4(

!

)(

%

"

%

"

%

"


36/36

Pen((unaan $apasit!r

Kapasitor digunakan sebagai penyimpan energi karena

dapat dimuati dan melepas muatanya dengan sangat ,epat.

Kapasitor juga untuk memilih frekuensi pada radio penerima

memisahkan arus bolak&balik dan arus searah, sebagai fiterpada rangkaian #atu daya, menghilangkan lon#atan api

dalam rangkaian saklar, menghilangkan bunga api pada

sistem pengapian mobil, menghemat daya listrik dalam

rangkaian lampu 5L dan sebagai #atu daya #adangan

ketika suplai listrik dari J terputus.

Bab 4 Listrik Statis.pptx

Documents

Transcript of Bab 4 Listrik Statis.pptx