Konduktor dan Dielektrik David Stefano 13506300111044

Arus Muatan listrik dalam pergerakan membentuk sebuah arus. Satuan terhadap arus tersebut adalah ampere (A). Didefiniseikan sebagai banyaknya pergerakan muatan melewati atau memotong suatu titik referensi Simbol arus adalah I I = dQ/dt

Kerapatan Arus Pada teori medan, kita menemukan konsep kerapatan muatan, diukur dalam amper per meter persegi (A/m2) Kerapatan arus dapat direlasikan dengan kecepatan kerapatan muatan volume pada satu titik. Jx = ρν νx Jx atau ρv adalah kerapatan arus konveksi.

Catatan : rapat arus konveksi ialah berhubungan linear dengan rapat muatan sebagaimana juga dengan kecepatan. Rerata arus kendaraan (mobil per kaki kuadrat per detik) di terowongan Holland, dapat dinaikkan dengan cara menambah jumlah kendaraan per kaki kubik, atau dengan menambah kecepatan kendaraan, bila pengemudi dapat melakukan hal tersebut.

Kelanjutan dari Arus Arus yang melalui permukaan tertutup dapat didefinisikan dengan : Apabila luasan kita jaga agar konstan, rumus diatas dapat dinyatakan dengan : (∇ · J) = −∂ρν/∂t

Konduktor Metallic

Pada konsep atom, diketahui bahwa atom terdiri dari inti yang bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan nengatif yang mengorbit pada lintasan tertentu berdasarkan tingkat energi yang dimiliki. Dalam zat padat seperti logam dan intan, atom tersusun berdekatan. Elektron yang menempati pita dengan tingkat energy tertinggi disebut elektron valensi

. Jika terdapat tingkat energi yang lebih tinggi yang dapat ditempati oleh elektron atau jika pita valensi bersatudengan pitan konduksi, maka energi kinetik dapat ditambahkan ke elektron valensi oleh medan luar. Hal ini menyebabkan adanya aliran elektron . Zat padat yang memiliki sifat seperti ini disebut konduktor logam.

Dalam suatu medan E, electron yang beruatan Q=-e akan mengalami gaya sebesar F=-eE . Dengan kecepatan Vd sebesar Vd= -e E (m2/volt-detik), dan jika keraptan arus J=pv        maka diperoleh J=-pee E .Hubungan antara J dan E dalam konduktor logam adalah J= E . Konduktivitas dinyatakan dalam kerapatan muatan dan mobilitas electron karena serba sama maka=-pee , I=s J.dS =JS . Dan Vab=- = E.Lab atau V =EL .

Sifat Konduktor dan Syarat Batas Sifat konduktor dalam kondisi static Kerapatan muatan dalam konduktor adalah nol d an kerapatan muatan permukaan ada pada permukaan luar. Pada keadaan statik, yang berarti semua nya dalam keadaan diam, tidak ada aliran muatan yang berarti tidak ada arus, maka sebagai akibat dari hukum Ohm ; intensitas medan listrik di dalam (dibawah permukaan )konduktor adalah nol. Secara ringkas : dalam bahan konduktor, tidak terdapat muatan dan tidak ada medan listrik padas etiap titik dalam bahan tersebut.

Intensitas medan listrik static dalam konduktor adalah nol Intensitas medan listrik static pada permukaan konduktor mempunyai arah normal terhadap permukaan. Permukaan konduktor adalah permukaan ekipotensial

MetodeBayangan / Santir Sebuah permukaan benda dengan potensial listriknya nol dapat berfungsi sebagai cermin. Misalnya ada sebuah muatan positif yang berada dekat dengan permukaan tersebut maka akan muncul bayangan muatan listik berupa muatan negative di seberang muatan positif tersebut.

Penjelasan lebih lanjut dengan gambar

Dua muatan yang sama namun berlawanan dan dibatasi oleh permukaan equipotensial pada gambar pertama . Dapat digantikan dengan satu muatan dan permukaan konduksi tanpa mempengaruhi medan dan v permukaan = 0

Semikonduktor Pembawa arus pada bahan semikonduktor ada dua ; selain elektron juga hole, yaitu lubang-lubang yang ditinggalkan oleh elektron pada pita valensi hole dianggap bermuatan positif  Interaksi keduanya (dalam pergerakan ) memberi kontribusi pada arus total.

Konduktivitas bahan semikonduktor merupakan fungsi dari konsentrasi (kuantitas) lubang. Jadi konduktifitas semikonduktor adalah linear dengan pertambahan temperatur

Banyaknya pembawa muatan dan konduktivitas dapat dinaikkan dengan menambahkan ketidakmurnian pada semikonduktor murni ( intrinsik ) . Penambahan bahan yang bersifat donor menyediakan elektron tambahan, semikonduktor yang dihasilkan disebut semikonduktor tipe n (jenis n). Penambahan bahan yang bersifat akseptorr menyediakan lubang tambahan, semikonduktor yang dihasilkan disebut semikonduktor tipe p (jenis p). Proses penambahan ketidak murnian disebutproses DOPING

Dielektrik Dialektrik sering juga disebut sebagai bahan isolator dapat dipandang sebagai susunan sejumlah banyak dwi kutub mikroskopis dalam ruang hampa. Muatan-muatan tersebut tidak muatan bebas,tetapi terikat oleh adanya gaya atomik dan molekular.. Berbeda dengan muatan yang menentukan konduktivitas, muatan terikat dapat dipandangs ebagai sumber medan elektrostatik.

Sifat Bahan Dielektrik Bahan dielektrik pada kondisi tertentu tidak bersi-at menghantarkan muatan listrik . Contoh :gelas ,kayu dan kertas Kuat dielektrik : Kemampuan suatu bahanuntuk tidak menghantarkan muatan listrik- Molekul-molekul dapat bersifat polar dan nonpolar  Perubahan susunan molekul nonpolar menjadipolar disebut proses polarisasi2