LISTRIK STATIS

Konsep Dasar Listrik Statis

Listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang berada dalam keadaan diam (statis). Listrik statis dapat menjelaskan bagaimana sebuah penggaris yang telah digosok-gosokkan ke rambut dapat menarik potongan-potongan kecil kertas. Gejala tarik menarik antara dua buah benda seperti penggaris plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan menggunakan konsep muatan listrik.

Berdasarkan konsep muatan listrik, ada dua macam muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Muatan listrik timbul karena adanya elektron yang dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Benda yang kekurangan elektron dikatakan bermuatan positif, sedangkan benda yang kelebihan elektron dikatakan bermuatan negatif. Elektron merupakan muatan dasar yang menentukan sifat listrik suatu benda.

Dua buah benda yang memiliki muatan sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu sama lain. Adapun 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.

Gaya Coulomb

Gaya coulomb atau gaya listrik yang timbul antara benda-benda yang bermuatan listrik dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu sebanding besar muatan listrik dari tiap-tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda-benda bermuatan listrik tersebut.

gaya coulomb antara dua benda bermuatan listrik

gaya coulomb antara dua benda bermuatan listrik

Jika benda A memiliki muatan q1 dan benda B memiliki muatan q2 dan benda A dan benda B berjarak r satu sama lain, gaya listrik yang timbul di antara kedua muatan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut

listrik01

Dimana

F adalah gaya listrik atau gaya coulomb dalam satuan newton k adalah konstanta kesebandingan yang besarnya 9 x 109 N m2 C–2 muatan q dihitung dalam satuan coulomb (C)

konstanta k juga dapat ditulis dalam bentuk

listrik02

dengan ε0 adalah permitivitas ruang hampa yang besarnya 8,85 x 10–12 C2 N–1 m–2

Gaya listrik merupakan besaran vektor sehingga operasi penjumlahan antara dua gaya atau lebih harus menggunakan konsep vektor, yaitu sesuai dengan arah dari masing-masing gaya. Secara umum, penjumlahan vektor atau resultan dari dua gaya listrik F1 dan F2 adalah sebagai berikut.

  1. untuk dua gaya yang searah maka resultan gaya sama dengan penjumlahan dari kedua gaya tersebut. Adapun, untuk dua gaya yang saling berlawanan, resultan gaya sama dengan selisih dari kedua gaya

(gambar)

R = F1 + F2 dan R = F1F2

2.untuk dua gaya yang saling tegak lurus, besar resultan gayanya adalah

listrik03 (gambar)

3untuk dua gaya yang membentuk sudut θ satu sama lain, resultan gayanya dituliskan sebagai berikut

listrik04

(gambar)

Untuk penjumlahan lebih dari dua gaya, perhitungannya dapat menggunakan metode analitis (lihat pembahasan tentang analisis vektor).

Medan Listrik

Sebuah muatan listrik dikatakan memiliki medan listrik di sekitarnya. Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Jika muatan lain berada di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik, muatan tersebut akan mengalami gaya listrik berupa gaya tarik atau gaya tolak.

Arah medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik dengan arah keluar dari muatan tersebut. Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik dengan arah masuk ke muatan tersebut.

Gambar

Besar medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji q’ diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat medan listrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang timbul di antara keduanya dibagi besar muatan uji. Jadi, dituliskan

listrik052dan F = E q’

Adapun kuat medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik q di suatu titik yang berjarak r dari benda tersebut dapat dituliskan sebagai berikut

listrik062Di sini kuat medan listrik dituliskan dalam satuan N/C.

Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut. Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah masuk atau menuju ke muatan tersebut.

Gambar

Dua plat sejajar yang bermuatan listrik dapat menyimpan energi listrik karena medan listrik timbul di antara dua plat tersebut. Kuat medan listrik di dalam dua plat sejajar yang bermuatan listrik adalah

listrik071Dimana

σ adalah rapat muatan dari plat yang memiliki satuan C/m2

ε0 adalah permitivitas ruang hampa

(gambar)(gambar)

Kita juga dapat menghitung kuat medan listrik dari sebuah bola konduktor berongga yang bermuatan listrik, yaitu sebagai berikut.

Di dalam bola (r < R), E = 0

Di kulit atau di luar rongga (r > R),

listrik081Energi Potensial Listrik

Dua buah benda bermuatan listrik yang terletak berdekatan akan mengalami gaya listrik di antara keduanya. Suatu usaha diperlukan untuk memindahkan (atau menggeser) salah satu muatan dari posisinya semula. Karena usaha merupakan perubahan energi, maka besar usaha yang diperlukan sama dengan besar energi yang dikeluarkan. energi dari muatan listrik disebut energi potensial listrik. Besar usaha (W) atau perubahan energi potensial listrik dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan dari posisi r1 ke posisi r2 adalah

listrik09(gambar)

Dengan demikian, usaha atau energi potensial untuk memindahkan sebuah muatan uji q’ yang berjarak r dari sebuah muatan lain q ke jarak tak berhingga dapat dituliskan sebagai berikut

listrik10Dimana tanda minus berarti usaha yang dilakukan selalu melawan gaya tarik yang ada (biasanya usaha yang dilakukan adalah usaha untuk melawan gaya tarik antara dua muatan).

Potensial Listrik

Suatu muatan uji hanya dapat berpindah dari satu posisi ke posisi lain yang memiliki perbedaan potensial listrik sebagaimana benda jatuh dari tempat yang memiliki perbedaan ketinggian. Besaran yang menyatakan perbedaan potensial listrik adalah beda potensial. Beda potensial dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan ke jarak tak berhingga dengan usaha W adalah

listrik11Dimana V adalah potensial listrik dengan satuan volt (V).

Beda potensial dari suatu muatan listrik di suatu titik di sekitar muatan tersebut dinyatakan sebagai potensial mutlak atau biasa disebut potensial listrik saja. Potensial listrik dari suatu muatan listrik q di suatu titik berjarak r dari muatan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut

listrik121Dari persamaan di atas tampak bahwa potensial listrik dapat dinyatakan dalam bentuk kuat medan listrik, yaitu

V = E r

Gambar

Berbeda dengan gaya listrik dan kuat medan listrik, potensial listrik merupakan besaran skalar yang tidak memiliki arah. Potensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa muatan sumber dihitung menggunakan penjumlahan aljabar. Untuk n muatan, potensial listriknya dituliskan sebagai berikut.

listrik13Catatan: tanda (+) dan (–) dari muatan perlu diperhitungkan dalam perhitungan potensial listrik.

Hubungan antara gaya listrik, kuat medan listrik, usaha atau energi potensial listrik, dan potensial listrik dapat digambarkan dalam diagram berikut ini.

Gambar

About these ads

Tags: , , ,

About duniakufisika

Sesuatu yang besar berawal dari sesuatu yang kecil. From zero to hero

24 responses to “LISTRIK STATIS”

  1. zohri says :

    terimakasih atas ilmu fisika yang di webnya semoga ditingkatkan,,,….!

  2. we are says :

    rajin sekali saudara kita yang satu ini… salut bro!!!

  3. DJ ECKO says :

    kk keren,, aku scol di stm jadi ko suruh tugas cari judul tgl copy aja deh disini,, tq,, n tolong di perbanyak algi yha ,, biar aku jga jga billingnya ga basi wat pelajaran doank,, wat main game onlen jga,,, xixiixi TQ a lot

  4. DJ ECKO says :

    tolong klo bisa di perbanyak besok yah,, judul” ttg fisikanya,, coz aku hernya banyak,, plss bntu aku,, n lam knal

  5. duniakufisika says :

    posting terbaru tentang atom, udah ada nih …

  6. Risdi says :

    Mohon Bapak cek lagi tulisan bagian ini:
    “Secara umum, penjumlahan vektor atau resultan dari dua gaya listrik F1 dan F2 adalah sebagai berikut. ….”
    Terutama poin 2 dan 3. Apa benar cara menghitung resultan dua buah vektor demikian?

  7. dan says :

    what if the coulomb’s force doesn’t exists??

  8. radix says :

    saran saya, sebaiknya dilengkapi dengan contoh soal dan pembahasannya agar tidak terkesan hanya teori saja.

  9. mieke says :

    apa pengertain listrik statis???

  10. ina says :

    good information, thank you :)

  11. Amuel says :

    Bang kasih juga soal2nya,.
    Biar kita2 dpet terapin langsung materi yg d dapet..

  12. ash says :

    terima kasih atas ilmunya…

  13. handi says :

    Saya sangat tertarik dengan ilmu fisika listrik statis diatas, karena sangat tertarik dengan adanya fenomena penampakan UFO (unidentify flying object)yang akhir2 ini semakin banyak terlihat oleh manusia. Saya sendiri pernah menyaksikannya secara langsung adanya 2 buah UFO yang beriringan dan berjalan sangat stabil, sangat lambat, tanpa suara(seperti suara mekanis baling2 atau jet) namun permukaannya diselimuti oleh cahaya yang sangat terang putih sempurna tetapi tidak menyilaukan mata. Saya sangat meyakini bahwa aplikasi teknologi yang dibuat oleh UFO tsb. dengan menggunakan konsep Gaya Coulomb karena bumi bermuatan (-)maka UFO tsb. juga harus memiliki muatan (-) namun jarak atau ketinggiannya terhadap bumi dapat diatur sesuai besaran Gaya Coulomb/Gaya Listriknya yang dimiliki UFO tersebut. Apakah hypotesa dari pengamatan saya ini benar? saya punya obsesi ingin menciptakan UFO, minimal dari sudut konsep teknologinya, terima kasih atas jawabannya.

  14. handi says :

    Saya sangat tertarik dengan ilmu fisika listrik statis diatas, karena sangat tertarik dengan adanya fenomena penampakan UFO (unidentify flying object)yang akhir2 ini semakin banyak terlihat oleh manusia. Saya sendiri pernah menyaksikannya secara langsung adanya 2 buah UFO yang beriringan dan berjalan sangat stabil, sangat lambat, tanpa suara(seperti suara mekanis baling2 atau jet) namun permukaannya diselimuti oleh cahaya yang sangat terang putih sempurna tetapi tidak menyilaukan mata. Saya sangat meyakini bahwa aplikasi teknologi yang dibuat oleh UFO tsb. dengan menggunakan konsep Gaya Coulomb karena bumi bermuatan (-)maka UFO tsb. juga harus memiliki muatan (-) namun jarak atau ketinggiannya terhadap bumi dapat diatur sesuai besaran Gaya Coulomb/Gaya Listriknya yang dimiliki UFO tersebut. Apakah hypotesa dari pengamatan saya ini benar? atau UFO dibuat dengan prinsip elektromagnetik atau kombinasi dari keduanya? saya punya obsesi ingin menciptakan UFO, minimal dari sudut konsep teknologinya, terima kasih atas jawabannya.

  15. ayu says :

    wah, sy trbantu skali dgn adax site ini. . .
    makasih. . .
    sy stju dgn diberi latihan soal, agar materi d atas dpt lgsg diaplikasikan. . .

  16. Putra Indramayu says :

    Alhamdulillah,,,,,, akhirnya juga ketemu artikel yg lebih cocok.
    thank’s banget mas, atas info ilmuannya… ^_^

  17. aan says :

    ada artikel tentang listrik statis nggak yaaa

  18. loden catok says :

    sangat bagus. terima ksih banyak-banyak

  19. romie says :

    alhamdulillah..dapat ilmu lagi…makasi ya…

  20. Amira Marlis Tanjung says :

    ASSALAMUALAIKUM……….
    Alhamdulillah mira udah dapetin penjelasan dan pernyataan yang lagi mira cari

    mudah-mudahan z buad persentase dan percobaan yang mw mira lakuin, sucsess

    pray for me….
    thaxx yahhh mira ucappin

    wassalam

  21. tychO says :

    makasih eaa,,,
    tambah semangat ne blajar fisikax,,,:)

  22. Marsada Hutasoit says :

    koq gak bisa di copy eah
    tlong dong gmna caranya mengkopi ini

  23. Faisal Ma'arif says :

    .Bagus banget…

Trackbacks / Pingbacks

  1. Listrik Statis | batmomolinmoses201043026 - 2 September 2013

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 747 other followers

%d bloggers like this: