NAMA KELOMPOK:

1. Trisnawati2. Siska dwi sugiartini3. Oktaviani 4. Lucky arpian.S5. Carnadi 6. Aggun puja.L

KELAS : XII IPA 5

ELEKTROSTATIS

• Pendahuluan• Partikel yang sudah tidak dapat dibagi lagi disebut

atom • Atom tersusun atas inti atom dan kulit atom• Inti atom terdiri atas proton dan neutron,

sedangkan kulit atom diisi oleh elektron yang bergerak mengelilingi inti atom

• Elektron bermuatan listrik negatif dan proton bermuatan listrik positif, sedang neutron tidak bermuatan listrik

A. Interaksi elektrostatis di antara dua muatan listrik

• Muatan listrik suatu benda – Suatu benda disebut bermuatan negatif jika benda

tersebut kelebihan elektron ( sebuah benda dapat bermuatan negatif bila benda tersebut menerima elektron dari benda lain, misal batang plastik akan bermuatan negatif setelah digosok dengan kain wol )

– Suatu benda disebut bermuatan positif jika benda tersebut kekurangan elektron ( batang kaca akan bermuatan positif setelah digosok dengan kain sutera )

Gaya Coulomb

• Benda yang muatannya sejenis akan tolak menolak, sedang benda yang muatannya tidak sejenis akan terjadi tarik menarik

• Berdasarkan percobaan charles coulomb diperoleh “ gaya tarik atau gaya tolak antara dua benda yang bermuatan sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan “

• Pernyataan di atas disebut “hukum coulomb “ , sedang gaya tarik atau gaya tolak antara dua benda yang bermuatan dinamakan gaya coulomb

Secara matematis besar gaya coulomb di udara/vacum :

dengan : K : konstanta coulomb = 9. 109 nm2/C2 ( Ruang hampa ) Ε0 : Permitivitas Ruang Hampa = 8,85 . 10-12 C2/nm Jika dalam bahan maka : fc dalam bahan = fc di udara : permitivitas relatif

Solat ! dua muatan listrik sejenis masing-masing besarnya 5 x 10-⁹ C dan 2 x 10-⁹terpisah pd jarak 3 m.jika konstanta coloumb 9 x 10-⁹ Nm2/C2 .Berapakahgaya diantara kedua muatan tersebut ?Dik : q₁ = 5 x 10-⁹ q₂ = 2 x 10-⁹ r= 3 m K= 9 x 10-⁹ Dit :F ?JWB F= K q₁ q₂

r2 = 9 x 10⁹ 5 x 10-⁹ . 2 x 10-⁹

(3)2 = 9 x 10⁹ 5 x 10-⁹ . 2 x 10-⁹ = 10.10-⁹ = 10-⁸ N

9

B. Medan Listrik

- Medan listrik adalah wilayah di sekitar muatan listrik yang masih berpengaruh terhadap muatan lain

• Besar kecilnya gaya yang dialami oleh suatu muatan listrik di dalam medan listrik disebut kuat medan listrik

• Arah e selalu meninggalkan pusat medan bermuatan positif dan selalu menuju pusat medan bermuatan negatif

( E ) e = f / q = k q / r2

Solat !Dua muatan q₁ dan q₂ masing-masing besarnya 10 Mc dan -10 Mc keduamuatan terpisah pd jarak 2 0 cm diudara. Tentukanlah kuat muatan listrikditengah-tengah kedua muatan tersebut?

............................. q₁ 10 Mc E₁ 10 Mc q₂

E₂r= E₁ + E₂ = K q₁ + K q₂

r2 r2 = 9 x 10⁹ 10-⁵ + 9 x 10-⁹ 10-⁵

(10-1)2 (10-1)2 = 9. 10⁴ + 9. 10⁴ = 9 .10⁶+ 9.10⁶ 10-2 10-2

+ -

= 18. 10⁶ N/C

• Fluks listrik ( Ф ) : banyaknya garis medan listrik yang menembus suatu permukaan

• Formulasi• • Keterangan : – E : kuat medan listrik – A : luas permukan yang ditembus

medan listrik – Ө : sudut antara e dan garis

normal bidang

Ф = e a cos ө

• Hukum gauss “ jumlah seluruh garis medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu “

• • Formulasi :

• • Hukum gauss ini digunakan untuk menentukan kuat medan listrik pada konduktor dua keping sejajar dan konduktor bola berongga

dengan σ : rapat muatan keping ( C/m2 )

ф = e a cos ө = q / ε0

E = σ / ε0

Medan Listrik Pada Konduktor Bola Berongga

• Sebuah bola konduktor berjari-jari “ r “ diberi muatan listrik. Kuat medan di dalam bola, misal dititik yang berjarak r1, di mana r1 < r adalah “ nol “ karena di dalam bola konduktor tidak terdapat muatan

• Adapun kuat medan listrik di titik yang berjarak r2 dari pusat bola, di mana r2 > r adalah

e = k q / ( r2 ) 2

PROBLEMS!1. Kuat medan listrik arah muatan listrikhubungan 400 n/c menembus

bidang berbentuk persegi yang memiliki sisi 20 cm membentuk sudut 60⁰ terhadap normal bidang. Hitunglah jumlah garis medan yang menembus bidang trsbt ?

Dik : E= 400 N/C S= 20 CM= 0,2 Ө= 60⁰JWB A= S2

= ( 2.10-1)2 = 4.10-2Ф = E.A.COS Ө = 400.4x10-2.60 =16 (1/2) = 8 NM2/C = 8 WB

• 2. Sebuah bola konduktor berongga memiliki jar-jari 10 cm besar kuat medan listrik pada tepi bola konduktor 400 n/c berapakah besar kuay medn listrik pada jarak 10 cm dari tepi bola berongga ?

• Dik : E₁= 400 N/C R= 10 cm= 0,1m r= 10 cm=0,1m• Dit E₂ ?• JAWAB E₁/E₂ = K q₁/R K q₂/r2

E₁/E₂= 1/R2 1/r2 E₁/E₂= r2/R2

400/E₂= ( 2.10-1)2/(10-1)2 400/E₂= 4.10-2/10-2400=4.E₂E₂ = 400/4 = 100 N/C

C. ENERGI POTENSIAL LISTRIK ( EP ) DAN POTENSIAL LISTRIK ( V )

• EP listrik = energi yg dimiliki suatu muatan listrik di dalam medan listrik Usaha yg dilakukan oleh sebuah muatan yang berpindah ( Δs ) = besar selisih energi potensial pada kedudukan awal dan akhir muatan.

dengan : F : gaya Coulomb dan β: sudut apit antara F dan Δs jadi

• • POTENSIAL LISTRIK di suatu titik : besarnya energi potensial tiap satuan muatan positif yang berada di titik tersebut :

•

ΔEP = -F . Δs cos β

W = ΔEP = EP2 – EP1 = K q1 q2 ( 1/r2 – 1/r1 )

V= EP / q = k q / r

D. KAPASITOR• KAPASITOR atau sering disebut KONDENSATOR : komponen listrik yg

dapat digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Secara umum kapasitor terdiri dari dua konduktor yg dipisahkan oleh bahan penyekat bersifat isolator ( bahan dielektrik ). Kedua konduktor diberi muatan ( berasal dari sumber tegangan ) sama besar tetapi berlawanan jenis.

• FUNGSI KAPASITOR : 1. memilih gelombang pada radio 2. meratakan arus pada catu daya ( power supply ) 3. meniadakan bunga api pada sistem pengapian mobil 4. menyimpan muatan 5. memisahkan arus bolak-balik menjadi arus searah 6. mengontrol frekuensi pada rangkaian osilator 7. penghubung ( coupling ), penyimpan arus ( bypass )

Kapasitas Kapasitor

• Kemampuan kapasitor menyimpan muatan listrik dinamakan kapasitas kapasitor / kapasitansi.

• Kapasitas (farad) = perbandingan antaramuatan (Coulomb) dengan beda potensial (Volt) antara kedua konduktor

C=q/V

Susunan Kapasitor• SERI : muatan tiap kapasitor adalah sama = muatan kapasitor

pengganti ( q = q1 = q2 = qn )

- Beda Potensial ujung-ujung kapasitor pengganti = jumlah beda potensial ujung-ujung tiap kapasitor

- Vs = V1 + V2 + V3 + … + Vn - C1= q/V1 C2= q/V2 -1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 - C3= q/V3 -Cs= q/Vs

PARALEL

• C p = C1 + C2 + C3 + … + Cn • C p V = C1 V + C2 V + C3 V + … + C n V • Beda potensial tiap kapasitor adalah sama =

potensial sumber v1 = v2 = vn = v • muatan kapasitor pengganti = muatan tiap-tiap

kapasitor, q = q1 + q2 + q3 + q n

• ENERGI YANG TERSIMPAN DALAM KAPASITOR:

dengan C adalah kapasitas kapasitor dalam satuan farad

W = ½ CV2 = ½ QV