FISIKA DASAR Listrik Magnet Djati Handoko Departemen Fisika UI djati@fisika.ui.ac.id 08129789507

Kapasitansi, Dielektrik, dan Energi Elektrostatik Arus Listrik Silabus Listrik Medan Listrik: Distribusi Muatan Diskrit Distribusi Muatan Kontinu Potensial Listrik Kapasitansi, Dielektrik, dan Energi Elektrostatik Arus Listrik Rangkaian Arus Searah

Magnetisme Dalam Materi Rangkaian Arus Bolak Balik Silabus Magnet Medan Magnetik Sumber Medan Magnetik Induksi Magnetik Magnetisme Dalam Materi Rangkaian Arus Bolak Balik Persamaan Maxwell dan Gelombang Elektromagnetik

Medan Listrik, distribusi muatan diskrit Listrik berasal dari kata elektron (dalam bahasa Yunani) yang menyebutkan batu amber yang ketika di gosok akan menarik benda-benda kecil seperti jerami atau bulu. Jurassic Park ?

Gilbert, 1600, dokter istana Inggris  electric (membedakannya dgn gejala kemagnetan) Du Fay, 1700, tolak menolak - tarik menarik  resinous (-), vitreous (+) Franklin, ilmuwan USA membagi muatan listrik atas dua: positif dan negatif. Jika gelas dengan sutera digosokkan, maka gelas akan bermuatan positif dan sutera akan bermuatan negatif Millikan, 1869 – 1953, mencari harga muatan paling kecil, percobaan tetes minyak Millikan Muatan elektron e = 1,6 10-19 C Gilbert Du Fay Millikan

Satuan Standar Internasional Menurut SI satuan muatan adalah Coulomb (C), yang didefinisikan dalam bentuk arus listrik, Ampere (A). Muatan sekitar 10 nC sampai 0,1 C dapat dihasilkan dalam laboratorium dengan cara menempelkan benda-benda tertentu dan menggosokkannya.

Hukum Coulomb Gaya yg dilakukan oleh satu muatan titik pada muatan titik lainnya bekerja sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut. Besarnya gaya berbanding terbalik kuadrat jarak keduanya, berbanding lurus dgn perkalian kedua muatan. Gaya tolak menolak  muatan sama Gaya tarik menarik  muatan beda Dengan k = 8,99 109 N.m2/C2

painting static charge

Contoh Soal Dua muatan titik masing-masing sebesar 0,05 C dipisahkan pada jarak 10 cm. Carilah (a) besarnya gaya yang dilakukan oleh satu muatan pada muatan lainnya dan (b) Jumlah satuan muatan dasar pada masing-masing muatan. Tiga muatan titik terletak pada sumbu x; q1 = 25 nC terletak pada titik asal, q2 = -10 nC berada pada x=2m, dan q0 = 20 nC berada pada x = 3,5 m. Carilah gaya total pada q0 akibat q1 dan q2.

Solusi Soal no.1 0, 05C  10 cm q1 q2 F21 F12

Solusi Soal no.2 2 m 1,5 m q1 = 25nC q2 = -10nC q0 = 20nC F20 F10

Carilah resultan gaya pada muatan 20C dalam soal gambar berikut: q2 q1 q3

Solusi Soal

Medan Listrik Untuk menghindari kesalahan yang mungkin terjadi dalam konsep gaya maka diperkenalkanlah konsep medan listrik. Dimana:

Hukum Coulomb untuk E akibat satu muatan titik. Hukum Coulomb untuk E akibat suatu sistem muatan titik.

Contoh Soal Sebuah muatan positif q1=+8nC berada pada titik asal dan muatan kedua positif q2=+12nC berada pada sumbu x = 4m dari titik asal. Carilah medan lisriknya di sumbu x untuk: P1 yang berjarak x=7m dari titik asal. P2 yang berjarak x=3m dari titik asal.

Solusi soal 3 m + P1 P2 4 m 7 m q1=8nC q2=12nC

soal Hitunglah nilai E di P3 ! 3 m q2=12nC q1=8nC + + 4 m Hitunglah nilai E di P3 ! Berapa besar sudut yang diciptakan resultan E di P3 terhadap sumbu x positif.

Garis-garis medan listrik Garis medan listrik bermula dari muatan + dan berakhir pada muatan – Garis2 digambar simetris, meninggalkan atau masuk ke muatan Jumlah garis yang masuk/meninggalkan muatan sebanding dgn besar muatan Kerapatan garis2 pada sebuah titik sebanding dgn besar medan listrik di titik itu Tidak ada garis2 yang berpotongan

Gerak Muatan Titik di Dalam Medan Listrik Muatan titik dalam medan listrik akan mengalami gaya qE. Sehingga percepatan partikel dalam medan listrik memenuhi: Didapatkan dari: Fmekanik = Flistrik

soal Sebuah elektron ditembakkan memasuki medan listrik homogen E = (1000 N/C)i dengan kecepatan awal Vo=(2 x 106 m/s)i pada arah medan listrik. Berapa jauh elektron akan bergerak sebelum berhenti?

p=qL, untuk gambar kartesian diatas maka p=2aqi Dipol Listrik Dipol listrik terjadi jika dua muatan berbeda tanda dipisahkan oleh suatu jarak kecil L. Suatu dipol listrik ditandai oleh momen dipol listrik p, yang merupakan sebuah vektor yang mempunyai arah dari muatan negatif ke positif. p=qL, untuk gambar kartesian diatas maka p=2aqi -q +q L p=qL + -