Saturday, August 10, 2019

Medan Listrik

DEFINISI


Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik.

Medan listrik merupakan dampak yang terjadi oleh adanya muatan listrik, misalnya elektron, ion, maupun proton dalam ruangan yang ada di sekelilingnya.

Untuk menggambarkan medan listrik, digunakan garis-garis gaya listrik. Garis-garis gaya listrik yaitu garis lengkung yang dibayangkan merupakan lintasan yang ditempuh oleh muatan positif yang bergerak dalam medan listrik. Garis gaya listrik tidak mungkin akan berpotongan, sebab garis gaya listrik merupakan garis khayal yang berawal dari benda bermuatan positif dan akan berakhir di benda yang bermuatan negatif.
Garis-garis gaya listrik/medan listrik

KUAT MEDAN LISTRIK

Kuat medan listrik di suatu titik dalam medan listrik didefinisikan sebagai gaya per satuan muatan listrik di titik itu. Kuat medan listrik dinyatakan dengan lambang E. 
Untuk menyatakan kuat medan di suatu titik dalam medan listrik, gambar dibawah menggambarkan suatu benda bermuatan q yang menimbulkan medan listrik di sekitarnya.


Suatu titik P berada pada jarak r dari q. Besarnya kuat medan listrik di titik P dapat dituliskan: 

Rumus kuat medan listrik
Dimana: 
Ep= kuat medan listrik di titik P (N/C)
K  = Konstanta (9.109 N m2 C-2)
F  = Gaya Listrik (N)
q  = Muatan listrik penimbul medan (C)
r   = Jarak antara titik P ke muatan q (m)




Apabila letak benda berada dalam satu garis lurus, maka kuat medan listrik pada titik C adalah : EC = EA + EB

Rumus medan listrik pada garis lurus


CONTOH SOAL

1. Titik A berada pada jarak 5cm dari muatan +10 mikro Coulomb. Besar dan arah medan listrik pada titik A adalah... (k = 9 x 109Nm2C−2, 1 mikro Coulomb = 10−6 C)


Pembahasan

Dik: 

Muatan listrik (q) = 10μC = 10x10¯⁶ Coulomb
Jarak antara titik A dan muatan listrik (rA) = 5cm = 0,05 meter = 5 x 10¯²k = 9x10⁹Nm²C¯²

Dit: Besar dan arah medan listrik pada titik A 

Jawab: 

Muatan listrik positif karenanya arah medan listrik menjauhi muatan listrik dan menjauhi titik A.

2. Jarak antara titik P dan muatan -20 mikro Coulomb adalah 10 cm. Tentukan kuat medan listrik dan arah medan listrik pada titik P. 

Pembahasan

Dik: 
Muatan listrik (q) = -20μC = -20x10¯⁶ Coulomb
Jarak antara titik A dan muatan listrik (rA) = 10cm = 0,1 meter = 1 x 10¯¹k = 9x10⁹Nm²C¯²

Dit: Besar dan arah medan listrik pada titik P 
Jawab: 
              

Muatan listrik negatif karenanya arah medan listrik menuju muatan listrik dan menjauhi titik P.


MICHAEL FARADAY 

Michael Faraday
Michael Faraday lahir di Inggris, 1971. Faraday berasal dari keluarga kurang mampu sehingga sebagian besar pengetahuannya didapatkan sendiri tanpa bantuan seorang guru. 

Penemuan pertama Faraday adalah sebuah motor listrik. Motor listrik tersebut dibuat berdasarkan kesimpulan Faraday mengenai sebatang kawat yang akan berputar tanpa henti ketika mengelilingi sebuah magnet selama arus listrik mengaliri kawat tersebut. Penemuannya ini menjadi awal pembuatan motor listrik yang digunakan saat ini.

Dalam bidang fisika, Faraday memperkenalkan garis gaya magnet dan garis gaya listrik. Ia menekankan medan magnet anatara dua kutub ketimbang magnet itu sendiri.

Tahun 1831, Faraday menemukan bahwa jika sebuah magnet dilewatkan melalui kawat yang membentuk kurva tertutup, arus akan mengalir melalui kawat, selama magnet yang digunakan terus bergerak. Hal ini disebut dengan induksi elektromagnetik, dan hukum yang mengaturnya disebut dengan hukum Faraday. 






Daftar Pustaka







Friday, August 9, 2019

Gaya Listrik

DEFINISI 

"Besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut." -Bunyi Hukum Coulomb


Gaya Coloumb

Saat dua muatan sejenis didekatkan satu sama lain akan terdapat gaya yang saling menolak yang mencegah kedua muatan itu bersatu. Lain halnya dengan dua buah muatan yang berbeda muatan saat didekatkan akan timbul gaya saling tarik-menarik. 

RUMUS COULUMB 

Menurut Coulomb, dua muatan yang berdekatan akan bekerja gaya Tarik menarik atau gaya tolak menolak. Gaya tarik menarik jika terjadi muatan berlainan jenis begitu sebaliknya jika sejenis akan saling tolak menolak.

Gaya ini di sebut dengan gaya coulomb yang besarnya bisa sebanding dengan kedua muatan dan disbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dapat di tuliskan dengan rumus:

Rumus Gaya Coulomb
Keterangan: 
  • Fc = gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak dengan satuan Newton (N)
  • q1 = besar muatan pertama dengan satuan Coulomb (C)
  • q2 = besar muatan kedua dengan satuan Coulomb (C)
  • r    = jarak antara 2 benda bermuatan dengan satuan meter (m)
  • k   = konstanta pembanding (8,85×109N·m2/C2

Apabila terdapat lebih dari 2 muatan, maka rumus yang digunakan adalah:

Ftotal= F1+F2+F3+...

Rumus tersebut dapat digunakan apabila muatan lebih dari 2 dan membentuk garis lurus. 


Untuk muatan yang lebih dari 2 dan membentuk sudut, maka rumus yang digunakan adalah: 


Rumus Ftotal 

CONTOH SOAL

1. Perhatikan gambar berikut.

Agar pada muatan -2 C gaya elektrostatik bernilai nol, nilai x adalah ….
A. 3 cm
B. 4 cm
C. 5 cm
D. 6 cm
E. 7 cm

Pembahasan: 


F1
kq1q2r212q1x24x24x22x4x6xx
=F2=kq2q3r223=q318x2=16(18x)2=16(18x)2=418x=362x=36=6cm




Jawaban soal: D

2. Dua muatan titik yang sejenis dan sama besar QA = QB = 10-8 C berada pada jarak 10 cm satu dari yang lain. Jika 
14πϵo= 9 x 109 Nm/C2maka gaya tolak yang dialami kedua muatan itu adalah ….
A. 9 x 10-4 N
B. 9 x 10-9 N
C. 9 x 10-5 N
D. 9 x 103 N
E. 9 x 107 N


Pembahasan:

F=kQAQBr2=9109×1108×1108(10×102)2=91071102=9×105Ns


Jawaban soal: C

Charles Augustin de Coulomb

Charles Augustin de Coulomb
Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806) merupakan fisikawan asal Perancis yang merumuskan gaya tarik menarik antara benda bermuatan listrik yang dinamai sesuai namanya, yaitu Hukum Coulomb. Ia dilahirkan di Angouleme, Perancis pada tanggal 14 Juni 1736. Ia berprofesi sebagai insinyur militer selama tiga tahun di pelabuhan Bourbon, Martinique.

Pada tahun 1780-an, Charles Coulomb menyelidiki gaya listrik dengan menggunakan pengimbang torsi. Peralatan yang digunakan Coulomb hampir sama dengan peralatan Cavendish, yaitu peralatan yang digunakan untuk gaya gravitasi.



Ketika bola bermuatan didekatkan ke bola pada batang yang tergantung, batang tersebut berotasi sedikit. Serat tempat batang bergantung menahan gerak berputarnya batang tersebut dan sudut putaran sebanding dengan gaya yang diberikan. Dengan menggunakan peralatan ini, Coulomb menyelidiki bagaimana gaya listrik bervariasi sebagai fungsi besar muatan dan jarak di antaranya.

Dengan demikian, Coulomb menyimpulkan bahwa gaya yang diberikan satu benda kecil bermuatan pada benda bermuatan kedua sebanding dengan hasil kali besar muatan benda pertama Q1 dengan besar muatan benda kedua Q2, dan berbanding terbalik terhadap kuadrat jarak r di antaranya.

Pada tahun 1781, ia menetap di Paris. Setelah revolusi berakhir pada tahun 1789, ia mengundurkan diri dari jabatannya sebagai intendant des eaux et fontaines, kemudian pindah dan tinggal di sebuah rumah di Blois. Pada tahun 1802, ia dipanggil ke Paris dan kemudian diangkat menjadi inspektur. Oleh karena kesehatannya yang semakin memburuk, empat tahun kemudian, tepatnya tanggal 23 Agustus 1806, ia meninggal dunia di Paris, Perancis.

PENERAPAN DI KEHIDUPAN SEHARI-HARI 

Mesin Fotokopi

Related imagemesin fotokopi menggunakan daya tarik menarik listrik berbeda. Suatu pola muatan positif pada pelat mesin fotokopi, mencitrakan bidang hitam yang akan digandakan, menarik partikel bermuatan negatif dari bubuk hitam halus yang disebut toner. 
Toner menjadi bermuatan negatif, karena berhubungan dengan butir-butir gelas kecil di baki pengembang. Pola toner dipindahkan di atas secarik kertas kosong dan dipanggang diatasnya. 

Daftar Pustaka


https://www.amongguru.com/10-bentuk-penerapan-listrik-statis-dalam-kehidupan-sehari-hari/
https://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&ved=2ahUKEwio65iou_fjAhUNA3IKHd0KCgMQjRx6BAgBEAQ&url=https%3A%2F%2Fbrainly.co.id%2Ftugas%2F2184863&psig=AOvVaw17OIMCxQn5yC4GuUvtDgID&ust=1565497640830700