artikel listrik

8/19/2019 Artikel Listrik

1/12

ARTIKEL LISTRIK

1. Konsep Dasar Listrik Statis

Ledakan petir merupakan contohnyata keberadaan

listrik. Petir merupakan hasil pelepasan muatan listrik di awan.

Energy yang dilepaskan petir sangat besar sehingga

menimbulkan cahaya panas dan bunyi gelegar yang sangat

keras. Tahukah anda bahwa besarnya tegangan listrik yang

berasal dari petir dapat menghidupkan jutaan kendaraanKehidupan manusia sering terhubung dengan listrik.

Dapatkah anda bayangkan! bagaimana kehidupan di bumi jika

tidak ada listrik Dari manakah listrik ini berasal Listrik yang

kita gunakan sehari"hari adalah listrik yang mengalir

#dinamis$.

Listrik statis #electrostatic$ membahas muatan listrik

yang berada dalam keadaandiam #statis$. Listrik statis dapat

menjelaskan bagaimana sebuah penggaris yangtelah digosok"

gosokkan ke rambut dapat menarik potongan"potongan kecil

kertas.%ejala tarik menarik antara dua buah benda seperti

penggaris plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan

menggunakan konsep muatan listrik. &erdasarkan konsep

muatan listrik! ada dua macam muatan listrik!

yaitu muatan positi' dan muatan negati'.

(uatan listrik timbul karena adanya elektron yang dapat

berpindah dari satu benda ke benda yang lain. &enda yang

kekurangan elektron dikatakan bermuatan positi'! sedangkan

benda yang kelebihan electron dikatakan bermuatan negati'.

Elektron merupakan muatan dasar yang menentukan si'at

listrik suatu benda. Dua buah benda yang memiliki muatan

sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu


2/12

sama lain. )dapun dua buah benda dengan muatan yang

berbeda #tidak sejenis$ akan saling tarik menarik saat

didekatkan satu sama lain. Tarik menarik atau tolak menolak

antara dua buah benda bermuatan listrik adalah bentuk dari

gaya listrik yang dikenal juga sebagai gaya coulomb.

*. +okum coulomba. ,nteraksi Elektostatis antar dua muatan listrik

+okum %ra-tasi ewton yang menyatakan bahwa

gaya tarik"menarik antara dua benda sebanding dengan

hasil kali dua besaran yang menjadi cirri dari kedua benda

tersebut. /irri yang dimaksud adalah massa benda.

Demikian pula halnya pada gaya listrik antar muatan. %aya

listrik antarmuatan terjadi akibat adanya besaran"besaran

yang menjadi cirri dari kedua muatan tersebut. &esaran ini

disebut muatan listrik

Satu perbedaan dari kedua gaya tersebut adalah

pada gaya listrik terdapat dua macam gaya! yaitu gaya

tarik"menarik dan gaya tolak"menolak.)dapun dari gaya

%ra-tasi weton tidak terdapat gaya tolak"menolak! hanya

ada gaya tari"menarik.

&enjamin 0ranklin menyarankan agar muatan lisrtik

diberi nama muatan positi' dan muatan negatie! untuk

mrmbedakan muatan"muatan yang menyebabkan gaya

tolak"menolak dengan gaya tarik"menarik. (uatan positi'

merupakan muatan"muatan yang sejenis dengan muatan

pada batang kaca yang digosokkan dengan kain sutra!

sedangkan muatan negatie adalah muatan"muata yang

sejenis dengan muatan pada penggaris plastic yang


3/12

digosokkan dengan kain wol. Dua benda yang bermuatan

sejenis akan melakukan gaya tarik"menarik.

/ara terbaik dalam mempelajari gejalah kelistrikan

diawali dengan pengetaahuan secara umum tentang

pertikel"partikel penyusun materi. (ateri tersusun atas

molekul"molekul. (olekul unsure tersusun atas atom"atom.

)tom terdiri atas inti yang bermuatan positi' dan dikelilingi

oleh sejumlah electron yang bermuatan negatie sehingga

muatan total atom sama denagn nol. Didalam inti atom

terdapat proton yang bermuatan positi'dan neutron yang

tidak #bermuatan netral$.

Suatu benda dikatakan bermuatan listrik negati' jika

benda tersebut kelebihan electron! sedangkan suetu benda

dikatan bermuatan listrik positi' jika benda tersebut

kekurangan elektron. &enda yang tidak bermuatab #netral$

adlah benda yang jumlah muatan positi'nya sama dengan

jumlah muatan negati'nya.

Saat batang kaca digsok dengan kain sutra maka

electron"elektron dari batang kaca berpindah ke kain sutra

sehingga batang kaca kekurangan electron dan bermuatan

positi'. Pada penggaris plastik digosok dengan kain wol!

electron dari kain wol berpindah kepenggaris plastic

sehingga batang plastik menjadi kelebihan elektrondan

bermuatan negati'.

b. %aya /oulomb antar Dua (uatan Titik

Telah kiketahui bahwa gaya listrik terjadi akibat

adanya muatan listrik. 2enis muatan menentukan gaya

listrik tersebut tarik"menarik atau tolak"menolak. Seorang

ahli -sika berkebangsaan Prancis bernama /harles

)ugustin de /oulomb untuk kali pertama menyelidiki


4/12

hubungan antar dua muatan listrik! dalam penelitiannya

tersebut ia menggunakan neraca punter!

c. 3esultan %aya /oulomb pada Sebuah (uatan )kibat

Pengaruh (uatan"(uatan Lain

Secara umum! gaya total yang bekerja pada sebuah

muatan merupakan resulan #panjumlahan ector$ dari

gaya"gaya yang bekerja pada muatan tersebut akibat

interaksi dengan muatan"muatan yang ada disekitarnya.

4. Kuat (edan Listrik

%aya antar dua buah partikel bermuatan yang

dipisahkan oleh suatu jarak tertentu tampak kontak antar

keduanya disebut sction at a distance. /ara pandang lain

melihat gaya listrik yaitu! menggunakan konsep

medan. (edan adalah ruang disekitar benda dimana setiap

titik didalam ruang tersebut akan berpengaruh oleh gaya

yang ditimbulkan oleh benda. 5leh karena partikel yang

dibahas menghasilkan gaya listrik! maka medan disekitar

partikel itu disebut medan listrik.

(edan listrik dapat digambarkan denagn garis"garis

listrik yang menjahui #keluar dari$ muatan positi' dan

mendekati #masuk ke$ muatan negatie.

Kerapatan garis"'aris gaya listrik menggambarkan

besarnya kuat medan listrik. )pabila dalam suatu ruang

terdapat dua buah benda bermuatanb listrik yang sama besar.

&enda bermuatan listrik ialah benda yang mempunyai

kelebihan sejumlah elektron atau proton. &enda yang

kelebihan sejumlah elektron akan bermuatan negati' dan yang

kelebihan sejumlah proton dikatakan bermuatan positi'.

Sekelompok partikel bermuatan! misalnya atom"atom! atau

elektron"elektron! selalu menempati suatu olume tertentu.


5/12

2ika ukuran olume yang ditempati partikel"partikel bermuatan

tersebut sedemikian kecilnya dibandingkan dengan jarak"jarak

lain dalam persoalan yang dibicarakan! maka partikel

bermuatan tersebut dikatakan muatan titik.

Dalam literatur biasa digunakan huru' 6 atau 7 untuk

menyatakan jumlah kelebihan muatan positi' atau negati'

pada suatu benda. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa

setiap muatan 7 besar atau kecil! positi' atau negati' adalah

merupakan kelipatan dari8 e 91!:;* < 15"1= /. Di sini e

adalah muatan untuk satu elektron dan /oulomb #/$

adalah satuan muatan listrik. Si'at muatan listrik yaitu 8

a. &enda yang bermuatan listrik sejenis! saling tolak"menolak.b. &enda yang bermuatan listrik berlainan jenis! saling tarik

menarik.

Dengan mencermati si'at"si'at dari garis gaya medan

listrik maka kita akanmen dapatkan tiga karakteristik garis"

garis gaya medan tersebut sebagai berikut.

a. %aris gaya medan listrik tidak pernah berpotongan satu

dengan yang lainnya.b. %aris"garis gaya medan listrik selalu mengarah radial ke

luar menjauhi muatan positi' dan ke dalam menuju muatan

negati'.c. Tempat dimana garis"garis gaya medan listrik rapat

menunjukkan medanlistrik yang kuat> sebaliknya tempat

dimana garis"garis gaya medan listrik merenggang

menunjukkan medan listrik yang lemah.

Selain hal di atas! penting untuk diperhatikan bahwa

setiap muatan listrik selalu menghasilkan garis gaya listrik

yang senantiasa menuju kepada muatanyang lebih negati'.

5leh karenanya kuat medan listrik di alam senantiasa

memberi pengaruh kepada muatan"muatan lainnya termasuk


6/12

terhadap muatan listrik yang adadalam tubuh kita. 2ika

kekuatan medan listrik #dan juga kuat medan elektromagnet$

melebihi ambang batas dapat membahayakan kesehatan

manusia. 3ekomendasi 5rganisasi Kesehatan Dunia

#?+5$ tahun 1=@A menyebutkan bahwa kuat medan listrik di

bawah 1;B Cm atau 1;B / tidak membahayakan manusia

a. Kuat (edan Listrik )kibat Sebuah (uatan Titik

E'ek medan listrik suatu muatan sumber 6 dapat ditinjau

dengan meletakkan suatu muatan di sekitar medan listrik

yang jauh lebih kecil dari pada muatan yang akan di hitung

kuat medannya. Syarat muatan ujio seperti ini bertujuan

agar muatan uji tidak mempengaruhi kuat medan yang

akan di ukur.

)rah kuat medan listrik di suatu titik selalu searah dengan

gaya yang dialami oleh muatan uji positi' di titik tersebut

sehingga arah kuat medan di suatu titk oleh muatan positi'

akan menjauh! sedangkan muatan negatie akan

mendekat.

b. Kuat (edan Listrik )kibat Dua (uatan TitikB. +ukum %auss

Setelah anda mengetahui cara menentukan kuat medan

listrik akibat partikel"partikel bermuatan! bagaimanakah cara

menentukan kuat medan listrik akibat suatu distribusi muatan

yang tersebar dalam suatu benda ntuk menentukan kuat

medan listrik akibat distribusi muatan tertentu! anda dapat

menggunakan+ukum %auss. +okum %auss dinyatakan dalam

banyaknya garis medan yang keluar dari suatu permukaan

tertutup.

a. 0luks Listrik

)pabila terdapat garis"garis gaya listrik dari suatu medan

listrik homogeny yang menembus tegak lurus suatu bidang


7/12

luas )! jumlah garis"garis gaya listrik yang menembus

tegak lurus bidang tersebut dide-nisikan sama dengan

perkalian antara E dean ).

b. Kuat (edan Listrik pada Pelat Konduktor

Dalam suatu konduktor ada banyak sekali partikek"

partikelbermuatan! yang didistribusinya tersebar didalan

konduktor sehingga untuk menentukan kuat medannya

dapat digunakan +ukum %auss. ntuk menghitung kuat

medan listrik pada suatu jarak tertentu! gunakan konsep

+ukum %auss sehingga harus dibuat terlebih dahulusuatu

permukaan tertutup. Permukaan tertutup yang

memudahkan perhitungan untuk kasus ini adalah

berbentuk slinder.

c. Kuat (edan Listrik pada &ola Konduktor &erongga

2ika sebuah bola konduktor berongga atau kulit bola yang

berjari"jari diberi muatan listrik! maka muatan tersebut

akan menyebar merata di permukaan bola sehinnga di

dalam bola tidak terdapat muatan.

F. Energi potensial Listrik dan Potensial Listrika. Energi Potensial Listrik

Penjelasan mengenai energy potensial listrik serupa

dengan penjelasan mengenai energy potensial akibat

adanya medan graitas. Energy potensial listrik akan

timbul jika subuah muatan uji didekatkan pada subuah

muatan. &esarnya energy potensial yang timbul pada

muatan sebanding denagn usaha yang diperlukan untuk

melawan gaya /oulomb. Perubahan energy potensial yang

terjadi sama dengan isaha yang dilakukan oleh gaya


8/12

coulomb untuk berpindah dan dapat dinyatakan dengan

persamaan.

b. Potensial Listrik1$ Potensial Listrik oleh Sebuah (uatan Titik*$ Potensial Listrik oleh &eberepa (uatan Titik

Potensi listrik adalah besaran skalar #tidak memiliki

arah$ sehingga potensial listrik total di suatu listrik

akibat beberapa muatan lainnya merupakan

penjumlahan aljabar biasa dari potensial listrik setiap

muatan tersebut.4$ Potensial listrik pada &ola Konduktor &erongga

anda telah mempelajari tentang kuat medan listrik pada

bola konduktor berongga pada pembahasan

sebelumnya! dimana kuat medan listrik di dalam bola

sama dengan nol. Dapat disimpulkan bahwa potensial

listrik dalam bola konduktor berongga sama dengan

potensial listrik di permukaan bola resebut. 5leh karnapotensial di seluruh ruang dalam bola konduktor

berongga sama! dapat dikatakan bahwa bidang di

dalam bola adalah bidang ekipotensial. &idang

ekipotensial adalah bidang yang setiap titik pada

bidangtersebut memiliki potensial listrik sama.

c. +ukum Kekekalan Energi (ekanik dalam (edan Listrik1$ Sebuah pertikel Dipengaruhi oleh Potensial Listrik

)pabila ada partikel hanya terdapat resultan gaya yang

berasal dari gaya coulomb! pada partikel tersebut

berlaku hukum kekekalan Energi (ekanik.

*$ Sebuah partikel di )ntara Dua Pelat Sejajar:. Kapasitor

Kapasito adalah komponen listrik yang memiliki

kemampuan untuk menyimpan muatan listrik. Pada

perinsipnya! kapasitor terdiri atas du permukaan konduktor


9/12

yang dipisahkan oleh suatu bahan isolator sehingga kedua

permukaan konduktor tersebut memiliki kemampuan untuk

menyimpan muatan listrik.

Pada pembahasan sebelumnya! telah dipelajari

sebelumnya bahwa pada dua buah benda yang bermuatan

tidak sejenis akan terdapat gaya elektrostatis yang tarik"

menarik.

a. 0ungsi kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik! yaitu81$ ntuk menyimpan muatan listrik dan energi listrik>

*$ ntuk memiliki 'rekuensi pemancar pada pesawat radio>4$ Sebagai perata tegangan dalam catu daya # power

supply$>B$ ntuk menghilangkan percikan api pada sistem

pengapian mobil.b. Kapasitas Kapasitor

Kemampuan kapasitor untuk memperoleh dan menyimpan

muatan listrik disebut kapasitor atau kapasitansi. Satuan

kapasitas kapasitor adalah 'arad #'$. Kapasitas suatukapasitor dide-nisikan sebagai perbandingan tetap antara

muatan yang tersimpan dalam kapasitor dan beda

potensial antara kedua pelat konduktornya. Suatu kapasitor

memiliki kasitansi satu 'arad apabila beda potensial

sebesar satu olt menghasilkan muatan sebesar satu

coulomb pada kapasitor tersebut.

1$ Kapasitas kapasitor pelat sejajar*$ Dielektrik

Dielektrik adalah bahan isolatoryang digunkan untuk

memisahkan kedua pelat konduktor pada suatu kapasitor

pelat sejajar. Pemasangan dielektrik tersebut dapat

meningkatkan kapasitas kapasitor.

E-siensi relati' suatu bahan sebagai deiletrik di tujukan

oleh konstanta dieletrik #K$ dan permitiitas bahan.


10/12

Konstanta dieletrik suatu baan di de-nisikan sebagai

perbandingan antara kapasitas kapasitor pelat sejajar yang

menggunakan dieletrik dari bahan tersebut dan kapasitor

pelat sejajajr yang mengggunakan udara sebagai

dieletriknya.

(aka dapat di simpulkan bahwa kapasitas kapasitator pelat

sejajar bergantung pada dimensi kapasitator #luas pelat

dan jrak pelat$ serta bhan yang mengisi ruang antara

kedua pelat. Perlu di ketahui pula bahwa kapasitas

kapasitor tidak bergantung pada muatan yang tersimpan di

dalam kapasitor dan beda potensial antara kedua pelatnya.

c. 3angkaian Kapasitor1$ 3angkaian Seri Kapasitor

Tujuan (erangkai Seri kapasitor yaitu untuk

mendapatkan kapasitas kapasitor yang lebih kecil sesuai

dengan kebutuhan. Sedangkan untuk mendapatkan

kapasitas yang lebih besar maka kapasitor di rangkai

secara paralel.

*$ 3angkaian Paralel kapasitor

Tujuannya yaitu untuk merangkai seri paralel

kapasitor yang di rangkai secara paralel.

4$ Energi yang Tersimpan Dalam Kapasitor

Salah Satu 0ungsi kapasitor yaitu untuk

menyimpan energi listrik. 2ika pada awalnya beda

potensial antara kedua plat kapasitor sama dengan nol!

maka kapasitor tersebut tidak akan menyimpan muatan.

Setelah kapasitor tersebut di hubungkan dengan baterai

maka kapasitor akan terisi oleh muatan hingga beda

potensial antara kedua plat kapasitor sama dengan

beda potensial baterai.


11/12

ARTIKEL LISTRIK


12/12

Disusun 5leh8

ama 8 Silia 3osa

Kelas 8 ,,

SMK WIDYA WISATA SRAGEN

2014 / 2015

artikel listrik

Documents