Modul 1 muatan dan medan listrik
- 1. Modul 1 Muatan dan Medan Listrik Chotimah Modul 1 Muatan dan medan listrik 1
- 2. Muatan Listrik  Dari sudut pandang kelistrikan,setiap benda mempunyai muatan listrik.  Diketahui di alam terdapat dua jenis muatan listrik: yaitu muatan listrik positif dan muatan listrik negatif. Lebih ringkas disebut muatan positif dan muatan negatif.  Dari hasil percobaan Franklin, muatan listrik selalu tetap, namun dapat terjadi pemindahan muatan listrik dari satu benda ke benda lain. Modul 1 Muatan dan medan listrik 2
- 3.  Hukum Kekekalan Muatan listrik : jumlah muatan total yang dihasilkan pada setiap proses adalah nol  Dari hasil pengamatan, muatan listrik sejenis akan tolak-menolak dan muatan yang tidak sejenis saling tarik menarik. Modul 1 Muatan dan medan listrik 3
- 4. Listrik statis adalah benda dengan muatan listrik yang diam (lihat gambar petir). Listrik dinamis adalah benda dengan muatan listrik yang bergerak ( contoh : arus listrik). Modul 1 Muatan dan medan listrik 4
- 5. 5 Modul 1 Muatan dan medan listrik
- 6. Modul 1 Muatan dan medan listrik 6
- 7. Kilat Modul 1 Muatan dan medan listrik 7
- 8. Modul 1 Muatan dan medan listrik 8
- 9. Muatan listrik pada atom • Gejala kelistrikan dimulai dari dalam atom. • Atom mempunyai inti bermuatan positif yang berat dikelilingi oleh satu atau lebih elektron yan bermuatan negatif. • Inti terdiri dari proton yang bermuatan + dan netron yang tidak bermuatan. • Besar muatan pada proton dan muatan elektron sama besar tetapi berlawanan. 9 Modul 1 Muatan dan medan listrik
- 10. Interaksi antar muatan listrik Modul 1 Muatan dan medan listrik 10
- 11. Modul 1 Muatan dan medan listrik 11
- 12. Bagaimana cara memberi muatan ? Benda yang semula netral dapat bermuatan listrik yaitu dengan cara menggosok dengan benda-benda tertentu. Cara memperoleh muatan dengan Modul 1 Muatan dan medan listrik 12
- 13. metode konduksi. terjadi kontak secara langsung dari kedua benda ( benda yang bermuatan dan benda yang tidak bermuatan) sehingga 1sejumlah listrik Modul Muatan dan medan elektron mengalir 13
- 14. Proses Induksi bola logam dengan batang bermuatan Muatan – menjauh dari Muatan – mengalir Bola logam netral batang bermuatan – ke bumi (ground) Bola logam terinduksi bermuatan Bola logam terinduksi bermuatan + distribusi muatan tidak merata + distribusi muatan merata Modul 1 Muatan dan medan listrik 14
- 15. Modul 1 Muatan dan medan listrik 15
- 16. Benda bermuatan menginduksi distribusi Sisir bermuatan menarik muatan pd permukaan potongan kertas isolator Modul 1 Muatan dan medan listrik 16
- 17. Bola logam netral diinduksi oleh muatan negatif induksi adalah peristiwa pemi- sahan muatan + dan – suatu benda karena pengaruh benda bermuatan Modul 1 Muatan dan medan listrik 17
- 18. Dua bola logam netral bersen- tuhan diinduksi oleh benda bermuatan negatif. Modul 1 Muatan dan medan listrik 18
- 19. Elektroskop diinduksi oleh benda bermuatan negatif. Modul 1 Muatan dan medan listrik 19
- 20. Sentuhan pada elektroskop menjadikannya netral Modul 1 Muatan dan medan listrik 20
- 21. Modul 1 Muatan dan medan listrik 21
- 22. Hukum Coulomb • Gaya Listrik Benda-benda bermuatan berinteraksi satu sama lain dengan interaksi gaya pada suatu jarak. Jadi besar gaya interaksinya tergantung pada jarak masing-masing benda. Jika jarak semakin jauh tentu interaksinya semakin kecil. Modul 1 Muatan dan medan listrik 22
- 23. Gaya antar partikel bermuatan dinyatakan dalam Hukum Coulomb Arah gaya selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan 23 Modul 1 Muatan dan medan listrik
- 24. • Untuk benda bermuatan listrik umumnya FC >> FG (FG : gaya gravitasi ) • FG sangat <<, karena massa muatan listrik ini sangat kecil. Modul 1 Muatan dan medan listrik 24
- 25. Medan Listrik Gaya listrik seperti halnya gaya gravitasi bekerja pada jarak tertentu ketika kedua benda tidak saling bersentuhan. Untuk membantu memahami konsep ini dikembangkan oleh Michael Faraday ide adanya medan listrik. Modul 1 Muatan dan medan listrik 25
- 26. Gaya gravitasi dan gaya listrik menyebabkan planet maupun elektron beredar mengelilingi bumi dan inti atom Interaksi dengan medan gravitasi dan medan listrik Modul 1 Muatan dan medan listrik 26
- 27. Garis-garis medan listrik di sekitar partikel bermuatan Modul 1 Muatan dan medan listrik 27
- 28. Garis-garis medan listrik muatan tak sejenis Garis-garis medan listrik muatan sejenis Modul 1 Muatan dan medan listrik 28
- 29. Modul 1 Muatan dan medan listrik 29
- 30. Medan listrik keluar dari setiap muatan + dan menyebar ke seluruh ruang. Muatan kedua di letakkan di dekat muatan pertama, ia akan merasakan gaya yang disebabkan oleh adanya medan listrik ditempat ia berada. Medan listrik pada titik tersebut berinteraksi dengan muatan kedua untuk menghasilkan gaya. Modul 1 Muatan dan medan listrik 30
- 31. Besarnya medan listrik disuatu titik didefinisikan sebagai besarnya gaya (F) yang diberikan pada muatan uji positif kecil pada titik tersebut dibagi besar muatan uji (q) Modul 1 Muatan dan medan listrik 31
- 32. Medan listrik oleh muatan titik Besar dan arah medan listrik disekitar muatan titik (+) sebesar Q pada jarak r ditunjukkan Modul 1 Muatan dan medan listrik 32
- 33. Hukum Gauss Jumlah total fluks listrik diluar permukaan tertutup sama dengan muatan yang dilingkupinya dibagi permitivitas. Modul 1 Muatan dan medan listrik 33
- 34. Fluks listrik yang menembus luasan didefinisikan sebagai medan listrik dikalikan dengan luas permukaan yang diproyeksikan pada bidang yang tegak lurus dengan medan. Hukum Gauss adalah hukum yang umum diterapkan pada permukaan tertutup. Modul 1 Muatan dan medan listrik 34
- 35. Medan listrik pada bola penghantar Medan listrik dari suatu bola penghantar dengan muatan Q dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum Gauss. Digambarkan permukaan Gauss dalam bentuk bola dengan jari-jari r > R, medan listrik pada di setiap titik pada permukaan besarnya sama. Fluks listrik menyatakan besarnya medan listrk dikalikan luas permukaan bola. Modul 1 Muatan dan medan listrik 35
- 36. Untuk r > R, bola penghantar dianggap muatan titik Modul 1 Muatan dan medan listrik 36
- 37. Mencari medan listrik dalam bola bermuatan Modul 1 Muatan dan medan listrik 37
- 38. Medan listrik pada bola muatan uniform Dengan hukum Gaus diperoleh Pada r ≥ R , dianggap muatan titik Pada r < R permukaan Gauss mencakup q<< Qtotal, maka Edalam < Eluar. Modul 1 Muatan dan medan listrik 38
- 39. Aplikasi Hukum Gauss Modul 1 Muatan dan medan listrik 39
- 40. Arah medan listrik pada berbagai geometri Modul 1 Muatan dan medan listrik 40
- 41. Medan listrik di dekat 2 muatan listrik E di suatu titik didekat 2 benda bermuatan besar dan arahnya sesuai dengan jumlahan vektor E yang ditimbulkan oleh masing-masing muatan Modul 1 Muatan dan medan listrik 41
- 42. Medan listrik diuraikan berdasarkan komponen sumbu x dan y (dalam 2D) Modul 1 Muatan dan medan listrik 42
- 43. Besarnya E oleh 2 buah muatan tersebut dijumlahkan secara vektor Besarnya E denyatakan dengan resultan EX dan EY Arah medan total dinyatakan dalam θ Modul 1 Muatan dan medan listrik 43
- 44. Contoh • Hitung besar dan arah medan listrik pada titik P terletak 30 cm di sebelah kanan muatan titik Q = - 3 x 10-6 C ? E P Q R = 30 cm Modul 1 Muatan dan medan listrik 44
- 45. • Dua muatan titik dipisahkan oleh jarak 10 cm. Yang satu memiliki muatan -25 µC dan yang lainnya + 50 µC. a) Bagaimana arah dan besar medan lisik pada titik P yang terletak diantara keduanya yaitu 2 cm dari muatan negatif? b) Jika sebuah elektron diletakkan dalam keadaan diam pada P, berapa percepatannya ( arah dan besar) pada saat awal? Modul 1 Muatan dan medan listrik 45
- 46. Dipol Listrik Dua muatan listrik yang sama besar (q) berlainan tanda yang terpisah sejauh d dikenal dengan dipol listrik (p) Modul 1 Muatan dan medan listrik 46
- 47. Medan listrik disekitar dipol listrik (p) Garis-garis medan listrik Modul 1 Muatan dan medan listrik 47
- 48. Gerak partikel bermuatan q dalam medan listrik E Partikel bermuatan q , massa m dalam medan listrik E. Gaya listrik pada muatan besarnya F = qE = ma Jika tidak ada gaya lain yang bekerja , gaya tersebut membuat benda bergerak sesuai Hukum Newton II a = qE / m Modul 1 Muatan dan medan listrik 48
- 49. Pembelokan gerak partikel dalam medan listrik Modul 1 Muatan dan medan listrik 49
- 50. Tabung sinar Katoda Modul 1 Muatan dan medan listrik 50
- 51. Modul 1 Muatan dan medan listrik 51
- 52. Medan listrik pada jarak r disekitar kawat panjang tak hingga bermuatan positif dengan jumlah muatan persatuan panjang λ Modul 1 Muatan dan medan listrik 52
- 53. E1 dan E3 = 0 (dalam konduktor Modul 1 Muatan dan medan listrik 53
- 54. 54 Modul 1 Muatan dan medan listrik