LISTRIK
STATIS
Suatu benda mengandung
listrik stastis, muatan-muatan listriknya dalam keadaan diam (tidak bergerak).
Dalam listrik statis tidak terdapat arus listrik karena tidak terjadi muatan
listrik.
A.
GAYA
LISTRIK
Ada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif
dan muatan negative. Jika dua benda bermuatan listrik yang sejenis, misalnya
positif (+) dengan positif (+) atau negative (-) dengan negative (-) maka benda
tersebut akan saling tolak menolak. Jika dua benda bermuatan tidak sejenis,
yaitu positif (+) dengan negative (-) maka kedua benda tersebut akan saling
tarik menarik.
Peristiwa tolak menolak atau tarik menarik benda
disebut interaksi elektrostatik atau
interaksi muatan-muatan listrik diam (tidak mengalir).
Hukum
Coulomb
Besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak yang
terjadi di rumuskan dalam hukum Coulomb yang dinyatakan oleh Charles Augustin
de Coumlomb (1786) sebagai berikut :
“Gaya antara dua muatan listrik sebanding dengan besar masing-masing
muatan, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara ke dua muatan itu”
Hukum tersebut dinyatakan dengan persamaan:
Untuk lebih jelas, silahkan simak video berikut ini, mengenai listrik statis, muatan listrik dan hukum coulomb. Tayangan video pembelajaran berikut disertai contoh soal dan pembahasannya:
B.
MEDAN
LISTRIK
Medan listrik adalah daerah atau ruang di sekitar
muatan listrik yang masih dipengaruhi Gaya Coulomb (gaya listrik).
Medan listrik digambarkan dengan garis
gaya listrik yang arahnya keluar (menjauhi) untuk
jadi besar gaya listrik dapat juga ditulis:
Jika suatu titik daerah atau ruang dipengaruhi oleh
beberapa medan listrik, maka kuat medan listrik di daerah titik tersebut adalah
jumlah dari kuat medan listrik yang di hasilkan oleh tiap muatan smber pada
titik tersebut.
C. HUKUM GAUS
Hukum gaus menjelaskan hubungan fluks listrik
(jumlah garis medan yang menembus suatu permuakaan tertutup) dengan jumlah
muatan listrik yang dilimgkungi oleh permukaan tertutup itu. Hukum ini
digunakan untuk menentukan kuat medan listrik pada bola konduktor dan pada keping
sejajar.
Fluks listrik ( ɸ ) adalah sejumlah garis medan ( E
) yang menembus tegak lurus suaru bidang (A).
Dinyatakan secara matematis:
Jika medan listrik menembus bidang tidak tegak
lurus, tetapi ,membentuk sudut θ terhadap bidang, maka besarnya fluks listrik
menjadi :
berdasarkan konsep fluks listrik tersebut, Gauss
mengemukakan hukumnya sebagai berikut:
“jumlah garis gaya dari suatu
medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah
muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu”
Secara matematis, hukum Gauss dinyatakan dengan
rumus:
D.
POTENSIAL
LISTRIK DAN ENERGI POTENSIAL LISTRIK
1.
Potensial
listrik oleh muatan titik
Sebuah
titik yang terletak di dalam medan listrik akan memiliki potensial listrik.
Potensial listrik yang dimiliki titik
tersebut besarnya adalah:
Potensial
listrik merupakan besaran scalar, apabila terdapat beberapa muatan titik, maka
potensial litrik pada sebuah titik merupakan jumlah aljabar potensialnya
terhadap muatan-muatan. Besarnya potensial di P :
2.
Potensial
Listrik Oleh Bola Konduktor Bermuatan
Potensial di dalam bola
konduktor di tiap titik adalah sama , bidang yang mempunyai potensial listrik
yang sama disebut bidang eqipotensial.
3.
Potensial
Listrik Pada Dua Keping Sejajar
4.
Bidang
Ekipotensial
Bidang
ekipotensial adalah bidang dimana setiap titik pada bidang itu mempunyai
potensial yang sama. Sebuah muatan titik akan mempunyai bidang ekipotensial
berupa sebuah kulit bola. Bidang ini selalu tegak lurus pada garis gaya
listrik. Tiap muatan listrik yang di gerakkan pada bidang itu tidak memerlukan
usaha.
5.
Energi
Potensial Listrik
muatan Q akan memberikan
potensial listrik terhadap q sebesar V, akibat potensial listrik tersebut, maka
q akan memberikan energy sebesar:
E.
KAPASITOR
Kapasitor atau
kondensator adalah peralatan lisrik (komponen) elektronika yang digunakan untuk
menyimpan energy listrik dalam waktu yang singkat untuk di bebaskan kembali
dengan cepat. Pada dasarnya, kapasitor berupa dua keping atau dua lembaran
penghantar yang dipisahkan satu sama lain dengan bahan isolator. Isolator ini
sering di sebut bahan dielektrik. Kemampuan
kapasitor dalam menyimpan energy disebut kapasitas
atau kapasitansi, yang dinyatakan dalam Farad (F).
Macam-
Macam Kapasitor
Berdasarkan bahan
dielektrik yang di gunakan , terdapat beberapa macam kapasitor, yaitu kapasitor
mika, kapasitor kertas, kapasitor keramik, kapasitor elektrolit, kapasitor
udara, dan lain-lain. Selain itu kapasitor di bedakan menjadi dua kategori
yaitu, kapasitor terkutub (polar) dan kapasitor tak terkutub ( nonpolar ).
Kapasitor polar menghendaki pemasangannya dalam rangkaian listrik tidak boleh
dibalik, bagian anodanya (+) harus dihubungkan dengan potensial yang lebih
tinggi dan bagian katodanya (-) harus dihubungkan dengan potensial yang lebih
rendah pemasangan terbalik dapat merusak
kapasitor tersebut. Contoh kapaistor polar adalah kapasitor elektrolit.
Kapasitor nonpolar dapat dihubungkan dengan sumber muatan secara sembarang.
Kapasitor digunakan
untuk menyimpan muatan listrik. Suatu kemampuan kapasitor untuk menyimpan
muatan llistrik dinyatakan dengan besaran kapasitas atau kapasistansi, kpasitas
kapasitor ( C ) di definisikan sebagai perbandingan antara muatan q yang
tersimpan dalam kapasitor dan beda potensial antara ke dua konduktornya.
Energy dalam kapasitor merupakan energy potensial
yang tersimpan di dalam medan listrik kapasitor ;
Energy dalam kapasitor merupakan energy potensial
yang tersimpan di dalam medan listrik kapasitor ;
EP = energy kapasitor (J)
Q = muatan listrik kapasitor ( C )
V = beda potensial antara dua keping ( v)
C = besar kapasitas kapasitor ( F )
Beberapa
kapasitor dapat dihubungkan secara seri, paralel dan kombinasi keduanya.
