MAGISTER PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2016

ANIDA NURAFIFAH (3236159176 )

HASBI ANGGANA P. (3236159177)

LEO CHANDRA (3236159175 )

2 1

Suatu zat terdiri atas partikel-partikel kecil yang disebut atom. Atom berasal dari kataatomos, yang artinya tidak dapat dibagi-bagi lagi. Tetapi, dalam perkembangannya ternyata atom ini masih dapat diu-raikan lagi. Atom terdiri atas dua bagi-an, yaitu inti atom dan kulit atom. Inti atom bermuatan positif, sedangkan kulit atom terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif yang dise-but elektron.Inti atom tersusun dari dua macam partikel, yaitu proton yang bermu-atan positif dan netronyang tidak bermuatan

LISTRIK

LISTRIK adalah fenomena yang disebabkan oleh perpindahan

muatan yang menggunakan gaya listrik.

Menurut Benyamin Franklin, ada dua muatan lisrik : 1. Muatan listrik positif 2. Muatan listrik negatif Sifat Muatan Lisrik 1. Dua muatan yang sejenis apabila didekatkan maka akan tolak menolak 2. Dua muatan yang tidak sejenis apabila didekatkan maka akan tarik menarik

Balon yang telah digoskkan pada kain

wol akan berubah sifat nya dari benda

yang netral menjadi benda listrik

sebab sejumlah elektron yang telah

ditransfer oleh kain wol. Balon tadi

mengalami kelebihan muatan electron (elektron lebih banyak dari

pada muatan proton) sehingga sifat kelistrikan muncul pada balon

dan kecendrungan nya menarik proton yang ada pada benda netral

(rambut).

Tarik-Menarik

Tolak-Menolak

4 3

INDUKSI LISTRIK adalah peristiwa pemisahan muatan pada suatu benda karena pada benda ter-sebut didekati benda lain yang bermuatan listrik.

INDUKSI LISTRIK

ELEKTROSKOP adalah alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya muatan listrik pada suatu benda. Prinsip kerja elektroskop berdasarkan induksi listrik, yaitu jika sebuah benda bermuatan listrik disentuhkan kepala elektroskop maka muatan yang sejenis dengan benda bermuatan listrik tadi akan ke daun elektroskop. Akibatnya kedua daun elektroskop akan bermuatan se-jenis sehingga tolak menolak(daun elektroskop membuka)

Benda netral didekati benda bermuatan negatif, maka muatan-muatan negatif benda netral tertolak menjauh, se-dangkan muatan-muatan positif mendekati benda yang menginduksi.

Benda netral didekati benda ber-muatan positif, maka muatan-muatan positif benda netral ter-tolak menjauh, sedangkan muatan-muatan negatif mendekati benda yang menginduksi.

ELEKTROSKOP

6 5

GAYA LISTRIK

Besar gaya listrik antara dua benda ber-

muatan listrik diselidiki oleh fisikawan

Perancis bernama Charles Coulomb pa-

da tahun 1785. Dalam percobaan, dia

menggunakan sebuah neraca puntir.

Dari percobaan ini, Coulomb berhasil

menemukan Hukum Coulomb, yaitu se-

bagai berikut.

Pada tahun 1909, Robert Millikan (1886-1953)

menemukan bahwa jika suatu benda dimuati,

muatannya selalu merupakan kelipatan dari se-

buah muatan elementer yang diberi lambang e.

Satuan muatan listrik dalam SI diukur dalam

coulomb. Satu Coulomb adalah sejumlah

muatan yang mengalir melalui suatu penam-

pang kawat dalam satu sekon ketika arus satu

ampere melalui kawat itu.

Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua

muatan listrik adalah sebanding dengan

perkalian kedua muatan dan berbanding

terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua

mautan tersebut.

1 e = 1,60 x 10-19 C

Keterangan :

F = gaya tarik atau gaya tlak (N)

k = konstanta (9 x 109 Nm2/C2)

q1 = muatan listrik (C )

q2 = muatan listrik (C )

r= jarak antar dua muatan (m)

8 7

Menuju muatan negatif

garis-garis medan listrik rapat

menunjukkan medan listriknya kuat

garis-garis medan listrik renggang

menunjukkan medan listriknya lemah

Dua muatan tak sejenis

saling tarik menarik Menjauhi muatan positif

MEDAN LISTRIK

MEDAN LISTRIK didefinisikan sebagai ruang di sekitar suatu muatan listrik

sumber dengan muatan listrik lainnya dalam

ruang ini akan mengalami gaya listrik atau

gaya Coulomb.

Konsep medan listrik ini pertama kali diperke-

nalkan oleh Michael Faraday. Beda medan

listrik dengan medan gravitasi adalah medan

gravitasi selalu menyebabkan benda lain da-

lam medan gravitasi mengalami gaya tarik.

Adapun medan listrik dapat menyebabkan

muatan lain dalam medan listrik mengalami

gaya tarik atau gaya tolak, bergantung pada

apakah muatan sumber sejenis atau tak se-

jenis dengan muatan lain tersebut.

Sifat– Sifat Garis Medan Listrik

1. Garis medan listrik tidak pernah berpotongan

2. Garis-garis medan listrik selalu mengarah radial keluar menjauhi muatan

positif dan radial ke dalam mendakati muatan negatif

3. Tempat garis-garis medan listrik rapat menyatakan tempat yang medan

listriknya kuat. Adapun tempat garis-garis medan listrik renggang menya-

takan tempat yang medan listriknya lemah

9 SEJARAH SINGKAT LISTRIK 600 SM: Filsuf Yunani Thales dari Miletus (c.624-546 SM) menemukan listrik

statis.

1600 CE: Ilmuwan Inggris William Gilbert (1544-1603) adalah orang pertama

yang menggunakan kata "Listrik" Dia percaya listrik disebabkan oleh cairan ber-

gerak disebut humor.

1733: Ilmuwan Perancis Charles du Fay (1698-1739) menemukan bahwa ada dua

macam muatan listrik statis.

1752: Wartawan, ilmuwan, dan negarawan Amerika Benjamin Franklin (1706-

1790) melakukan percobaan lebih lanjut dan memberi nama dua jenis muatan

listrik "positif" dan "negatif".

1780: Ilmuwan biologi Italia Luigi Galvani (1737-1798) menempelkan dua potong

logam pada kaki kodok mati dan membuatnya melompat. Hal ini menyebabkan

dia untuk percaya listrik dibuat di dalam tubuh hewan.

1785: Ilmuwan Perancis Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) mengek-

splorasi misteri medan listrik: ruang yang memiliki listrik aktif di sekitar muatan

listrik.

1800: Salah satu teman Galvani, seorang profesor fisika Italia bernama Ales-

sandro Volta (1745-1827), menyadari "hewan listrik" yang telah ditemukan Gal-

vani. Setelah penelitian lebih lanjut, ia menemukan cara untuk membuat listrik

dengan menggabungkan logam yang berbeda bersama-sama dan menciptakan

baterai.

1827: Fisikawan Jerman Georg Ohm (1789-1854)

menemukan beberapa bahan penghantarlistrik

yang lebih baik daripada yang lain dan mengem-

bangkan ide tentang hambatan.

1820: Fisikawan Denmark Hans Christian Oersted

(1777-1851) meletakkan kompas di dekat kabel

listrik dan menemukan bahwa listrik dapat mem-

buat magnet.

1821: Seorang fisikawan Perancis, Andre-Marie Ampere (1775-1836)

menempatkan dua kabel listrik berdekatan satu sama lain, menghub-

ungkan kabel ke sumber listrik, dan mengawasi mereka mendorong satu sama

lain terpisah. Ini menunjukkan listrik dan magnet dapat bekerja sama untuk

membuat sebuah gaya.

1821: Michael Faraday (1791-1867), seorang ahli kimia dan fisikawan Inggris,

mengembangkan pertama, motor listrik primitif.

1830: Fisikawan Amerika Joseph Henry (1797-1879) dan penemu Inggris William

Sturgeon (1783-1850) secara independen membuat elektromagnet praktis per-

tama dan motor listrik.

1831: Melanjutkan penemuan sebelumnya, Michael Faraday menemukan gener-

ator listrik.

1840: Fisikawan Skotlandia James Prescott Joule (1818-1889) membuktikan bah-

wa listrik adalah jenis energi.

1870: Insinyur Belgia Zénobe Gramme (1826-1901) membuat pertama kali pem-

bangkit listrik skala besar.

1873: James Clerk Maxwell (1831-1879), fisikawan Inggris lain, menetapkan teori

rinci elektromagnetisme (bagaimana listrik dan magnet bekerja bersama-sama).

1881: pembangkit listrik eksperimental pertama di dunia dibuka di Godalming,

Inggris.

1882: Thomas Edison (1846-1931) membangun pabrik skala besar tenaga listrik

pertama di Amerika Serikat.

1890: Mantan karyawan Edison, Nikola Tesla (1856-

1943) mempromosikan arus bolak-balik (AC) listrik,

saingan saat ini sistem searah (DC) yang dipromosi-

kan oleh Edison. Edison dan Tesla berjuang untuk

supremasi dan, meskipun Edison dikenang sebagai

pelopor tenaga listrik, itu sistem AC Tesla yang pada

akhirnya menang.

10

Pemanfaatan Elektrostatis

PENGENDAP ELEKTROSTATIS

(ELECTROSTATIC PRECIPITATOR)

Aplikasi penting dari pelepasan muatan dalam

gas adalah suatu peralatan yang disebut pen-

gendap elektrostatis (electrostatic precipita-

tor). Peralatan ini ditemukan oleh F.G. Cottrell

pada tahun 1907 dan penggunaan utamanya adalah membersihkan gas

buang dari cerobong asap. Peralatan ini terutama berguna dalam PLTU

batu bara dan dalam operasi –operasi industry yang membangkitkan

sejumlah besar asap, misalnya pabrik semen.

SPRAY PAINTING

Cat memiliki muatan

yang berlawanan

dengan

permukaan objek

yang akan disemprot,

sehingga hasilnya

akan memungkinkan lapisan halus cat karena adhe-

si yang lebih baik antara cat dan permukaan .

Bahaya Elektrostatis

PETIR (LIGHTNING) adalah muatan elektrostatik yang terbentuk ka-rena gesekan antara molekul udara, molekul pada awan dan molekul air. Ketika muatan terbentuk menjadi cukup besar, mereka dapat dibuang oleh ionisasi udara di sekitar mereka yang kemudian memberikan jalan bagi petir. Biasanya, petir akan menyerang benda tajam dan tinggi terdekat di tanah. Bangunan dapat mencegah agar tidak rusak oleh petir dengan menempatkan konduktor petir di atas gedung untuk me-nyediakan jalan keluar untuk elektron di udara mengalir dari atas gedung ke bumi.

LEDAKAN (EXPLOSION) Seringkali benda menjadi berbahaya ketika bermu-

atan listrik. Putaran ban pada saat mobil truk berjalan menghasilkan muatan

negative yang diperoleh dari gesekan ban dengan jalan. Bagian badan logam

mobil yang berdekatan dengan ban menjadi bermuatan positif dengan cara

induksi. Hal ini dapat menimbulkan percikan api. Percikan api ini dapat mem-

bakar muatan mobil yang mudah terbakar seperti bensin. Untuk

menghindari peristiwa tersebut, truk pengangkut bensin atau bahan yang

mudah terbakar lainnya dilengkapi dengan sepotong logam di bagian

belakang mobil yang menyentuh tanah. Logam ini menghantarkan electron

dari tanah untuk menetralisir muatan positif yang ada di badan logam mobil

sebelum terjadi percikan api.

11 12

AC (alternating current)

Listrik yang besarnya dan arah arusnya selalu berubah-ubah dan bolak-balik. Arus

listrik AC akan membentuk suatu gelombang yang dinamakan dengan gelombang

sinus atau lebih lengkapnya sinusoida. Di Indonesia sendiri listrik bolak-balik (AC)

dipelihara dan berada dibawah naungan PLN, Indonesia menerapkan listrik bolak-

balik dengan frekuensi 50Hz. Tegangan standar yang diterapkan di Indonesia untuk

listrik bolak-balik 1 (satu) fasa adalah 220 volt.

DC (direct current)

Arus yang mengalir dalam satu arah saja.

Sebenarnya arus mengalir dari titik dengan poten-

sial yang lebih tinggi ke titik dengan potensi yang

lebih rendah. Dan elektron sebaliknya, elektron

mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.

13 14

15 16 LISTRIK DINAMIS

Listrik dinamis mempelajari tentang muatan-muatan

listrik bergerak yang menyebabkan munculnya arus

listrik. Dalam listrik dinamis, terdapat dua jenis rangkaian

listrik, yaitu rangkaian arus searah (DC = direct current)

dan rangkaian arus bolak-balik (AC = alternating current)

AMPEREMETER adalah alat untuk mengukur

arus yang melewati suatu komponen listrik,

misalnya resistor. Amperemeter harus disusun

seri dengan komponen yang akan diukur

arusnya.

VOLTMETER adalah alat untuk

mengukur tegangan. Voltmeter

harus dirangkai paralel pada

komponen listrik yang akan diukur tegan-

gannya.

HUKUM OHM

Georg Simon Ohm (1789-1854)

Kuat arus dalam rangkaian sebanding dengan

tegangan pada ujung-ujung rangkaian dan ber-

banding terbalik dengan hambatan rangkaian.

17 18 HAMBATAN

RESISTOR adalah kompo-

nen dasar elektronika yang selalu

digunakan dalam setiap rangkaian el-

ektronika karena bisa berfungsi sebagai

pengatur atau untuk membatasi jumlah

arus yang mengalir dalam suatu

rangkaian.

Variabel resistor adalah erangkat yang

resistensi dapat diubah secara mekanis.

Resistor variabel dapat digunakan sebagai

pembagi potensial jika kontak tambahan

ditambahkan.

Rangkaian Seri

Susunan komponen listrik di mana

kuat arus yang mengalir selalu sama

di setiap titik sepanjang rangkaian.

Rangkaian Paralel

Susunan komponen listrik yang mem-

bagi arus, kuat rus yang mengalir pada

setiap cabang akan berbeda besarnya.

19 20

Hukum I Kirchoff

Pada rangkaian listrik yang

bercabang, jumlah kuat arus

yangmasuk pada suatu titik cabang

samadengan jumlah kuat arus yang

keluar dari titik cabang itu.

Hukum II Kirchoff

Jumlah aljabar perubahan te-

gangan yang mengelilingi sua-

tu rangkaian tertutup (loop)

sama dengan nol

Gustav Robert Kirchhoff (lahir

di Königsberg, Prusia, 12 Maret 1824 – meninggal

di Berlin, Jerman, 17 Oktober 1887 pada umur 63

tahun) adalah seorang fisikawan Jerman yang

berkontribusi pada pemahaman konsep dasar

teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi

radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh benda-

benda yang dipanaskan.

Anda mungkin pernah memrhatikan bahwa permukaan vertical layar tel-

evisi Anda sangat berdebu. Mengapa peristiwa ini terjadi?

Pengumpulan debu pada permukaan vertikal televisi mungkin

menakjubkan Anda karena lebih umum bagi kita melihat debu menempel

pada permukaan horizontal sebagai akibat aksi gravitasi. Dalam kasus ini,

debu menempel apda layar televisi Anda karena debu tersebut tersebut

ditarik secara listrik. Sebuah layar televisi secara konstan ditembaki oelh

electron-electron yang dihasilkan oleh bedil electron sehingga layar TV

menjadi bermuatan negatif. Muatan negatif ini akan memolarisasi partikel-

partikel debu dalam udara di depan kaca, tepat seperti benda bermuatan

memolarisasi molekul-molekul dalam suatu bedan netral. Peristiwa ini

menghasilkan gaya tarikan pada partikel-partikel debu sehingga debu

menempel pada layar TV Anda.

DAFTAR PUSTAKA

Chan, S.H., dan Chung Yu, Cheng. 2012. O-level Physics Learning Through Dia-

grams. Singapore:Singapore Asia Publisher.

Kanginan, Marthen. 2013. Fisika SMA kelas XII Kurikulum 2013. Jakarta : Er-

langga.

Masters, Elise. 2007. Kamus Sains Bergambar. Jakarta:Grasindo.

Stockley, Corinne, dkk. 2006. The Usborne Illustrated Dictionary of Physics.

London: Usborne Publishing.

21 22