LISTRIK STATIS

∞ GAYA ELEKTROSTATIS(GAYA COULOMB)∞ MEDAN LISTRIK DANKUAT MEDAN LISTRIK

∞ HUKUM GAUSS∞ POTENSIAL LISTRIK

∞ ENERGI POTENSIAL LISTRIK

∞ KAPASITAS KAPASITOR

∞ GAYA ELEKTROSTATIS (GAYA COULOMB)

Muatan sejenis, gayanya tolah menolak

Muatan tidak sejenis, gayanya tarik - menarik

Dengan :F = gaya Coulomb (newton)q = muatan listrik (coulomb)r = jarak kedua muatan (meter)k = konstanta =

NOTE K =

= = = = = 9.

Contoh Soal

∞ MEDAN LISTRIK DAN KUAT MEDAN LISTRIK

o Medan Listrik → daerah di mana gaya listrik masih terjadi atau daerah yang masih di pengaruhi gaya listrik.

o Kuat Medan → gaya tiap satu – satuan muatan positif

→ berlaku penjumlahan vektor

Dengaan :E = besar kuat medan listrik (N/C)q = muatan sumber (C)r = jarak muatan uji terhadap muatan sumber (m)

Hubungan Kuat Medan dan Gaya Coulomb

E =

Hubungan Kuat Medan dan Potensial

E =

NOTE • F daan E adalah besaran

vektor • Jika q positif maka F dan E

searah• Jika q negatif maka F dan E

berlawanan arah

Arah Kuat Medan Listrik

a. Menjauhi muatan →

b. Mendekati muatan →

Medan listrik merupakan vektor, arah menjauhi muatan sumber positif dan

menuju muatan negatif

Kuat Medan Listrik dalam Bola Konduktor a. Untuk r < R ( di dalam bola ) : b. Untuk r = R ( di permukaan bola ) : c. Untuk r > R ( di luar bola ) : Rapat Muatan :

Kuat Medan Listrik pada Konduktor Dua Keping SejajarE = → Medium Udara E = → Medium Bukan Udara

Contoh Soal 1. Sebuah konduktor bola berongga diberi muatan -50mC. Bola ini memiliki

diameter 12 cm. Hitung kuat medan listrik pada jarak (a) 3cm dari pusat bola, (b) 6 cm dari pusat bola, dan (c) 9 cm dari pusat bola.

Diketahui :Q = -50×10-6 C, d = 12 cm r = 12/2 cmm =6 cm = 6×10-2 m

Jawab :

a. EA = 0 ( di dalam bola)

b. EB == -1,25×108 N/m Tanda negatif menyatakan bahwa arah kuat medan listrik adalah radial ke dalam

c. EC = = -5,6× 107 N/m

  

Contoh Soal 2. Sebuah bola kecil bermuatan listrik 10 μC berada di antara keping sejajar P

dan Q dengan muatan yang berbeda jenis dengan rapat muatan 1,77 × 10-

8 C/m2. Jika g = 10 m/s2 dan permitivitas udara adalah 8,85 × 10-12 C2/Nm2, hitung massa bola tersebut!

Diketahui: q = 10 μC = 10-5 Cσ = 1,77 × 10-8 C/m2

g = 10 m/s2

ε0 = 8,85 × 10-12 C2/Nm2

Ditanya: m = ... ?Pembahasan :

Dari gambar di atas, syarat bola dalam keadaan setimbang adalah jika :F = wq.E = m.g

∞ HUKUM GAUSS

Fluks listrik total yang menebus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah aljabar muatan – muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu dibagi dengan permitivitas udara

E = kuat medan listrik, (N/C)A = luas permukaan tertutup (Ф = fluks listrik

= sudut antara dan garis normal luasan = muatan total yang dilingkupi oleh permukaan tertutup

Contoh Soal Sebuah muatan titik sebesar 1,8 µC terletak di tengah-tengah sebuah kubus berjari-jari 55 cm. Hitung fluks listrik yang menembus permukaan kubus tersebut.

∞ POTENSIAL LISTRIK

Potensial listrik → usaha untuk memindahkan muatan listrik 1 coulomb dari titik tak berhingga ke titim tertentu

Potensial listrik di titik P yang di timbulkan oleh tiga muatan sumber ditulis

Pontesial Listrik dalam Bola Konduktor

bila konduktor bola berongga diberi muatan listrik maka

muatan pada konduktor bola berongga akan menyebar

di permukaan bola sedangkan didalam bola tidak ada

muatan

Besar potensial listrik dalam bola konduktor :

a. Untuk r < R (di dalam bola) :

b. Untuk r = R (di permukaan bola :

c. Untuk r > R (di luar bola :

Pontesial Listrik pada Dua Keping Sejajar

Rapat muatannya

Kuat medan listrik antara

a. Kuat medan di luar keping : E = 0

b. Potensial listrik di antara kedua keping ( 0 < r < d ) : V = E.r

c. Potensial listrik di luar keping ( r > d ) : V = E.d

Usaha Untuk Memindahkan Muatan

usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan uji positif q dari

titik yang potensialnya satu ke satunya

+

P Q

𝑉 1 𝑉 2q

= usaha untuk memindahkan muatan dari titik A ke B

= muatan yang dipindahkan

= potensial listrik titik Q

= potensial listrik titik P

Contoh Soal

Penyelesaian:q1 = 5 × 10-8 C, q2 = -4× 10-8 C, q3 = 8× 10-8 Cr1 = 10 cm =10-1 m, r2 = 20 cm = 2×10-1 m, r3 = 10 cm =10-1 m

V = = -63×102 volt =-6300 V

Hitung potensial listrik di titik B yang ditimbulkan oleh ketiga muatan sumber yang ada di dekat titik B.

∞ ENERGI POTENSIAL LISTRIK Energi potensial listrik → usaha untuk memindahkan muatan listrik dari titik

tak berhingga hingga ke titik tertentu

Hubungan antara , V dan E :

∞ KAPASITAS KAPASITOR

Kapasitor atau kondensor → komponen listrik yang dapat menyimpan muatan listrik (Q), terdiri dari dua penghaantar (konduktor) yang terisolasi satu sama lain oleh bahan penyegat.

𝐶=𝑘 . 𝜀0𝐴𝑑

Rumus dasar kapasitas kapasitor :

Dengan :Q = besar muatan pada tiap – tiap keping (C)V = beda potensial antara kedua keping (V)C = kapasitas kapasitor ( F = Farad )

Kapasitor Keping sejajar

• Muatan : • Energi :

Nilai kapasitas kapasitor sendiri di pengaruhi oleh keadaan fisik dari kapasitor sendiri, untuk keping sejajar di berikan :

A = luas tiap keping (d = jarak antara keping (m)

= permitivitas listrik dalam vakum / udara= permitivitas relatif bahan

Kapasitor Keping sejajar

𝑅2

𝑅1-Q

+Q

Beda potensial nya

Untak yang hanya terdiri 1 bola konduktor saja maka bisa dianggap

Susunan KapasitorKapasitor yang disusun Seri

Kapasitor yang di susun pararel

Energi yang Tersimpan dalam Kapasitor

besar energi yang tersimpan dalam kapasitor

Karena Q = CV, maka diperoleh

Contoh Soal Suatu kapasitor keping sejajar berkapasitas C mempunyai permitivitas hampa udara εo, luas penampang A dan jarak antar keping d. Jika luas penampang kapasitor ditambah menjadi 4 kali, jarak antar keping menjadi 2d dan permitivitas hampa udara menjadi 5εo, maka kapasitas kapasitor keping sejajar tersebut berubah menjadi..PembahasanDiketahui :

kapasitas kapasitor = CPermitivitas hampa udara = luas penampang = Ajarak antara keping = d

Jawab :

Kapasitas Akhir10 C