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