LISTRIK STATIS Salah satu contoh gejala listrik statis adalah KILAT Kain woll Lakukan kegiatan berikut: Gosokkan penggaris palstik pada kain wol/rambut kepala yang kering Dekatkan pada sobekan kertas kecil Apa yang terjadi ? Batang plastik menerima elektron dari kain, shg plastik bermuatan negatif, kain posisitp. Batang kaca melepas elektron jika digosokan ke kain. Benda bermuatan positip: jika kelebihan proton atau kekurangan elektron. Benda bermuatan negatif jika kelebihan elektron atau kekurangan proton LISTRIK STATIS adalah gejala interaksi muatan listrik yang tidak bergerak atau muatan diam

HUKUM COUL0MB GAYA COULOMB r2 Q1 . Q2 Dua muatan sejenis didekatkan Dua muatan berlainan jenis didekatkan tolak menolak dan muatan sejenis tarik-menarik GAYA COULOMB Q1 . Q2 r2 F = k Keterangan : F = gaya Coulomb ( N ) Q1, Q2 = muatan masing-masing partikel ( C ) r = jarak antara kedua muatan ( m ) k = tetapan=9 .109 Nm2/C2 k = 1/(4πεo)=9 . 109 Nm2/C2

- MEDAN LISTRIK + + E=F/Q E= k. Q/r2 Medan listrik disekitar muatan positif Medan listrik disekitar muatan negatif Titik P yang bermuatan Q’ (muatan uji) berada di didalam suatu medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan sumber Q, maka tingkat kekuatan medan listrik di titik P dinyatakan dengan KUAT MEDAN LISTRIK ( E ), yang besarnya dinyatakan dengan persamaan : + Keterangan E = Kuat medan listrik dititik P (N/C) F = Gaya listrik dialami muatan Q’ Q= Muatan listrik diam( C ) k=9.10 9 N.m2/C2 P E=F/Q E= k. Q/r2 Kuat medan listrik merupakan besaran vektor Kurva E(r) Semakin jauh nilai E semakin kecil E(r) r(m)

HUKUM GAUSS Fluks listrik (Φ)yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik dibagi permitivitas medium Garis normal Jumlah fluks listrik menembus permukaan atas 8 weber, sedang yang lolos pada permukaan samping selinder 5 weber maka: Medan listrik (E) permukaan atas: E=Φ/Acosθ Jumlah fluks yang diserap 3 weber :Φnet Jumlah muatan di dalam selinder Q= Φnet.ε Fluks=Garis gaya medan listrik:Φ θ

Energi Potensila Listrik (Jolue) Usaha listrik dan Energi Potensila Listrik (Jolue) Usaha adalah selisih energi potensial W=Ep2-Ep1…....Joule Ep1=kQ.Q’/r1……..Joule Ep2=k.Q.Q’/r2……Joule Medan listrik muatan Q 1 Q’ r1 W12 = k Q Q’ (1/r2 – 1/r1) + POTENSIAL LISTRIK : V( Volt) Potensial Listrik: Energi postensil listrik persatuan muatan V=kQ/r………….volt Q r2 2 Usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan Q’ dari titik 1 ke titik 2 didalam medan listrik yg dihasilkan muatan Q

Energi potensial dan Potensial listrik merupakan besaran Skalar, sehingga : q1q2 + q1q3 r12 r13 EP tot = k q2 EP tot: EP total dimiliki muatan q1 di dalam medan listrik q2 dan q3 r12 Potensial total muatan q1 dapat ditulis: Vtot= EP tot/q1 Vtot= k(q2/r12 + q3/r13) q3 q1 Titik P netral memiliki potensial listrik V total: Vtot= k(q1/r1 + q2/r2 + q3/r3) r13 r3 r1 r2 P

+ + + + + + + + + + + + - F E(tetap) Muatan Q diantara dua keping bermuatan: E = Φ/A Bola bermuatan listrik Φ=Q/εo + + + + _ + + E(tetap) + F - + + + + + + E(N/C) E=kQ/r2 E=kQ/r2 E=0 d(m) Kurva Medan Listrik Bola bermuatan Kurva Medan Listrik Keping Sejajar bermuatan -R R r r V(volt) V= E.d V=kQ/r V=kQ/r V=kQ/R r - r -R d(m) R Kurva Potensial Listrik keping sejajar bermuatan Kurva Potensial Listrik Bola bermuatan

Interaksi listrik statik bersifat konservatif ?! Muatan listrik dipindahkan secara radial Tidak ada disipasi energi ketika partikel bermuatan berpindah dalam medan listrik. Kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan sebuah muatan titik tidak bergantung pada lintasan Medan listrik ini disebut MEDAN KONSERVATIF Kerja yang dilakukan untuk memindahkan sebuah muatan melawan gaya listrik akan tersimpan sebagai POTENSIAL muatan m,q,v1 HUKUM KEKEKALAN ENERGI Ion bermasa m bermuatan q bergerak di dalam medan listrik Q+ dengan kecepatan v1 ke posisi 2 sehingga kecepatan menjadi v2 r1 v2 Q+ m,q r2 EP1+Ek1 = EP2 + Ek2 EP=kQ.q/r Ek= ½ m.v2

Terbuat dari dua konduktor yang disisipkan bahan penyekat Kapasitor Si penyimpan energi Terbuat dari dua konduktor yang disisipkan bahan penyekat Kegunaan kapasitor,dalam rangk Elektronik diantaranya: 1. Mencari gelombang radio 2. Piranti Sistem pengapian mobil 3 Sebagai filter dln Catu daya Kapasitor digunakan untuk menyimpan energi listrik,dalam waktu yang singkat untuk kemudian dibebaskan kembali dengan cepat. Biasanya digunakan untuk: Oslator pada sistem antena radio/TB Flip-flop sistem trafict light Memblokir listrik dc antar sistem elektronik Meredam lucutan listrik sistem konektor/swicth Meredam osilasi tegangan pada sistem pengaturan

BENTUK-BENTUK KONDENSATOR/KAPASITOR Kapasitor Gip/Keramik/Milar: Kapasitor yang bahan dielektrik menggunakan gip/keramik dan milar Kapasitor Elektrolit: Bahan dielektrik menggunakan larutan elektrolit Pada saat Saklar ditutup, kondensator di isi dan jika saklar dibuka kondesator mengeluarkan listrik

KONSTRUKSI DAN LAMBANG KONDENSATOR/KAPASITOR Kapasitas kapasitor menyimpan energi listrik bergantung pada kontruksi fisiknya,yaitu luas keping(A),jarak keping(d),dan jenis bahan penyekat(dielektrik)

Permitivitas relatif beberapa bahan dielektrik Tegangan atau bedapotensial antara kedua elektrode kapasitor adalah V Q= C.V Q=Muatan tersimpan (Coulomb) C=kapasitas kapasitor(Farad) V=tegangan (Volt) V=Q/C Energi Listrik (W) tersipan dalam kapasitor W= 1/2 C.V2 W=Energi listrik (Joule) Rapat Muatan listrik…C/m2 σ=Q/A Permitivitas relatif beberapa bahan dielektrik BAHAN DIELEKTRIK K Vakum Udara(20oC,1atm) Alumunium Oksida Kaca Pyrex Mika 1,0000 1,0006 8,4 5,6 5,4 Kertas Minyak Transformator Teflon Silika Campuran Air 3,5 2,22 2,1 3,78 78,5

V=Q/C Seri Parallel Rangkaian Kapasitor 1. Besarnya kapasitas kapasitor pengganti untuk susunan kapasitor seri 1/CT = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ... 2. Besar muatan masing2 kapasitor susunan seri QT = Q1 = Q2 = Q3 = ... 3. Beda potensial ujung-ujung kapasitor pengganti VT = V1 + V2 + V3 + ... Parallel Besarnya kapasitas kapasitor total untuk susunan paralel adalah CT = C1 + C2 + C3 + ... 2. muatan kapasitor pengganti merupakan jumlah muatan masing-masing kapasitor QT = Q1 + Q2 + Q3 + ... 3. Beda potensial kapasitor pengganti VT = V1 = V2 = V3 = ... 13

Soal Latihan Jika emisitivitas minyak 9 kali emisitivitas udara, berapa kalikah besar gaya Colulomb di ai minyakdibandingkan saat di udara dari bola bermuatan? Dua bola jari-jari nya 10 cm dan 20 cm bermuatan - 10uC dan 20uC. Jika jarak antar permukaan bola 70 cm. Hitung a) gaya Coulomb yg dialami tiap bola b). Dimanakah sebuah titik p bermuatan 1uC diletakan supaya gaya coolomb resultannya nol a. Berapakah kuat medan dipermukaan bola dan muatan sebuah bola yang jari-jari 5 cm jika kurva medan listriknya seperti gambar_1. b) Lukiskan pula kurva potensial /tegangannya Bidang segiempat A,B,C,D sisi 20cm dan 10cm, tiap sudut terdapat muatan listrik 10uC;20uC;30uC dan 40uC. Titik E netral berada di pusat bidang. Hitunglah a) Resultan gaya Coulomb di alami titik A b) Resultan medan listrik dialami titikD c) Energi Potensial total titik E d) Potensial total titik E Sebuah ion diam 10miligram, 2uC dari posisi 2 m bergerak melintas mendekati muatan titik -10C. Hitung kecepatan ion pada saat jaraknya 50 cm dari muatan titik Berapa kali kah nilai kapasitas, tegangan listrik dan energinya listriknya terhadap nilai semula jika luas permukaannya diubah 4 kali smula, jaraknya ¼ kali semula dan bahan dielektrik 5 kali semula? Jika muatan kapasitor tetap. a)Tuliskan tujuan rangkaian C,di seri dan di paralel b) rumus equivalen kapasitas, tegangan, muatan dan energi dari rangakain seri dan paralel kapasitor? Kerjakan soal ulangan harian, ulangan remidial dan soal pengayaan LKS dari halaman 50 sampai dengan halaman 54 E(N/C) Siswa mendapat skor ulangan listrik statis: Wiliam=15 Jeconiah=10 Richard=5 Temy=5 10 E=0 0 5 10