1. SUGITYO, S.Pd.M.Kom SMAN 10 SEMARANG

2. Standar Kompetensi 2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi. Kompetensi Dasar 2.1 Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, dan energi potensial listrik serta penerapannya pada keping sejajar. Indikator Pencapaian Kompetensi Mendeskripsikan gaya elektrostatik (hukum Coulomb) pada muatan titik. Mengaplikasikan hukum Coulomb dan hukum Gauss untuk mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinyu. Memformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya dengan gaya, medan listrik, dan potensial listrik. Memformulasikan prinsip kerja kapasitor keping sejajar. 3. Daftar Isi Listrik Statis Hukum Coulomb Elektroskop Generator Van De Graaff 4. Listrik Statis Listrik statis adalah listrik yang diam untuk sementara pada suatu benda Orang pertama yang melakukan percobaan tentang listrik statis adalah Thales of Miletus. Ia menggosokkan batu ambar dengan kain wol, kemudian ia dekatkan ke bulu ayam. Ternyata bulu ayam terbang dan menempel pada batu ambar beberapa saat kemudian jatuh lagi.awal 5. Memberi Muatan Listrik Statis Suatu benda dapat diberi muatan listrik statis dengan cara menggosoknya dengan benda lain Mengapa demikian? Untuk jelasnya kita perlu memahami model atom terlebih dahulu.awal 6. Atom Atom merupakan partikel terkecil penyusun suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut. Atom terdiri dari partikelpartikel yang jauh lebih kecil yang memiliki sifat sendiri. Partikel-partikel tersebut adalah proton, netron yang terdapat dalam inti atom dan elektron yang mengorbit inti dengan lintasan tertentu.awal 7. Atommemiliki sifat Proton bermuatan listrik positip dan elektron memiliki sifat bermuatan listrik negatip, sedang neutron memiliki sifat yang netral. Besar muatan listrik proton dan elektron sama.awal 8. Atom netral memiliki Atom yang jumlah proton dan elektron yang sama. Suatu atom akan memiliki muatan listrik negatif bila atom tersebut kelebihan elektron Dan atom akan bermuatan positip bila kekurangan elektronawal 9. Atom Netral Atom yang netral memiliki jumlah proton dan elektron yang sama.awal 10. Atom Negatif Bila suatu atom mendapat tambahan elektron dari atom lain, maka atom ersebut menjadi kelebihan elektron Atom menjadi bermuatan negatipawal 11. Atom Positip Jika suatu atom kehilangan elektron, maka atom tersebut menjadi kekurangan elektron Atom tersebut menjadi bermuatan positipawal 12. Menggosok dua jenis benda Dua buah benda tertentu bila saling digosok, maka kedua benda akan bermuatan listrik. Contoh: Balon dengan kain wol, Kaca dengan kain sutra Mika dengan kain wol Mika dengan kain sutraawal 13. Balon dengan Kain Wol Balon bila kita gosok dengan kain wol maka elektron berpindah dari kain wol ke balon. Sehingga balon menjadi bermuatan listrik negatif dan kain wol bermuatan listrik positifawal 14. Kaca dengan kain sutra Bila kaca kita gosok dengan kin sutra, elektron berpindah dari kaca ke kain sutra. Sehingga kaca menjadi bermuatan lisrik positip dan kain sutra bermuatan listrik negatif.awal 15. Sifat Muatan Listrikawal 16. Sifat Muatan Listrik Dua buah benda bermuatan listrik memiliki sifat: - jika muatannya sama akan saling tolak menolak - jika muatannya berbeda akan saling tarik menarik Benda netral akan selalu ditarik oleh benda bermuatan listrikawal 17. Menginduksi dengan Benda Bermuatan Listrik Selain dengan menggosok, suatu benda dapat diberi muatan listrik dengan cara diinduksi dengan benda lain yang telah bermuatan listrik.awal 18. Hukum Coulomb Gaya tolak menolak atau gaya tarik menarik antara dua buah benda bermuatan listrik kita sebut gaya Coulomb sebagai penghrgaan atas jasa Charles Augustin de Coulomb, ahli fisika berkebangsaan Prancis yang merupakan orang pertama yang meneliti gaya listrik dan merumuskannya secara matematis.awal 19. Hukum Coulomb Dari hasil percobaannya, Disimpulkan bahwa:Gaya listrik (tarik-menarik atau tolakmenolak) antara dua muatan listrik sebanding dengan besar muatan listrik masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara kedua muatan listrik. (Hk. Coulomb)awal 20. Hukum CoulombHukum Coulomb dapat dirumuskan menjadi:F=kQ1.Q2 dKet: F = gaya coulomb (N) Q = muatan listrik ( c ) d = jarak antara muatan listrik (m )awal 21. Gaya Coulomb Sebanding dengan muatan listrik Gaya coulomb antar dua buah muatan akan berubah sebanding bila muatannya berubahQ1Q1FFQ2Q2Q1.Q2 F = Q1.Q2 F awal 22. Gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan Gaya coulomb juga akan berubah jika jarak kedua muatan berubahd F d Fd 2 F=( ) F dawal 23. r 24. ++++++KAPASITOR 25. Fungsi Kapasitor . Untuk menyimpan muatan listrik . Didalam bidang elektronik seperti pada rangkaian radio, TV,dll yaitu untuk memisahkan arus bolak-balik dengan arus searah. Kapasitor digolongkan menjadi: . Kapasitor dengan polaritas : kapasitor elektrolit (elco) . Kapasitor non polar : kapasitor kertas, keramik, mika, dan Simbol kapasitor non variabel condensator(varco) polar : _polaritas:+ 26. Kapasitas Kapasitor Kapasitas kapasitor adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik. Atau perbandingan antara muatan dengan potensial listrik. q C = kapasitas C v 1) kapasitor(Coulomb/volt = F) q = muatan listrik (Coulomb) V = potensial listrik (volt) Dalam SI satuan kapasitas kapasitor adalah farad(F), dalam praktik sehari-hari satuan farad terlampau besar sehingga menggunakan satuan yang lebih kecil yaitu mikro faraf(F), nano farad(nF), dan piko farad(pF) 1 F = 106 F, 1F = 10-9 nF, dan 1F = 10-12pF 27. Kapasitas kapasitor keping sejajar + + +. Kuat medan listrik antara kedua keping: q_ _ _ _ _E0A1)Hubungan antara beda potensial v dengan kuat medan listrik E pada kapasitor keping sejajar q adalah :dv = E d = 0 A Kapsitas kapasitor : Cq vq qd 0A0 A d2)0 = permitivitas udara/vakum =8,85 x10-12 C2N1m-2 A = luas tiap keping d = jarak antara kedua keping 28. Dielektrik Dielektrik suatu bahan isolasi seperti kertas,plastik, karet atau kaca, bila bahan tersebut disisipkan/diisikan dalam ruang antara kedua keping kapasitor maka kapasitas kapasitor akan meningkat, dimana permitivitas vakum/udara diganti dengan permitivitas dielektrik(). =r0 r=/0 r = permitivitas relatif Berdasarkan persamaan 2)0 A C dr0 A dA drC 0 A dC C0rPermitivitas relatif(r) dapat diperoleh dengan perbandingan antara kapasitas dengan dielektrik(CD) dan kapasitas tanpa dielektrik(C0)rCD C0CD = r C04)C C03) 29. Kapasitas kapasitor bolaPotensial di dalam dan di kulit bola+ R - + + + + + -v = k q/r R Kapasitasqkapasitor : kq k C = R/k C = q/v = RSusunan Kapasitora. Susunan seri kapasitor C1C2C3Cgab susunan seri : 1 C gab+_ v1 1 1 1 ......... C1 C 2 C3 Cn 30. Potensial yang timbul pada ujung-ujung C v1 = q/C1, v2 = q/C2 , v3 = q/C3Vgab = v1 + v2 + v3 atauVgab = q/Cgabb. Susunan paralel kapasitor C1Cgab susunan paralel : C1+vCgab = C1+ C22+ .. Cn _Untuk kapasitor mempunyai nilai sama CMuatan total: qtot = q1+ q2 = C2 v atauqtot = Cgab vyang Cgab = ndimana q1 = C1 v, q2 31. Energi yang tersimpan dalam kapasitor Sebuah kapasitor yang bermuatan memiliki potensial yang tersimpan didalamnya, jika salah satu muatan dibebaskan mulai dari keadaan diam dari satu keping ke keping lainnya, maka energi potensialnya makin besar selama muatan itu berpindah. Bila kapasitor dihubungkan dengan baterai berarti memberi muatan pada kapasitor, bila muatan yang diisikan mencapapai maksimum, maka sedikit demi sedikit muatan dipindahkan dari keping ke keping lain. Setelah muatan dipindahkan, beda potensial akhir antara kedua keping adalah v = q/C. Beda potensial awal nol dan beda potensial q rata-rata selama proses pemindahan adalah :v0v 20C 2vq 2C 32. Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan q adalahW=qvWq q 2CW1 CV 2 CW21 q2 2 q v1 q2 2 C 1 CV 2 2Karena q = C V, makaKarena C = q/C, maka1 qV 2Persamaan energi yang tersimpan dalam kapasitor adalah : 1 1 q2 1 2 W CV qV 2 2 C 2 33. Elektroskop yang Elektroskop adalah alat digunakan untuk mengetahui apakah suatu benda bermuatan listrik atau tidak.awal 34. Menentukanbenda bermuatan listrik Untuk mengetahui apakah suatu benda bermuatan listrik atau tidak, kita dapat mendekatkan benda tersebut ke elektroskop netralawal 35. Menentukan jenis muatan listrik suatu benda Jenis muatan listrik suatu benda dapat dilakukan dengan cara mendekatkan benda tersebut ke elektroskop bermuatan listrikawal 36. Distribusi Muatan Listrik pada Konduktor beronggaawal 37. Distribusi Muatan Listrik pada Konduktor berongga pada Muatan listrik konduktor berongga hanya terdistribusi pada permukaan luarnya, tidak pada permukaan dalamnyaawal 38. Konduktorbola Bola Untuk konduktor berongga, muatan listrik menyebar merata pada permukaan luarawal 39. Distribusi Muatan Listrik pada Konduktor berongga Distribusi muatan listrik pada konduktor berongga dipusatkan pada bagian luar yang memiliki kelengkungan paling tajamawal 40. Generator Van de Graaff Silinder politen Generator van de graaff adalah generator yang menghasilkan listrik statis yang sangat besarSabuk karetSilinder logam awal 41. Petir Buatanawal 42. Angin Listrikawal 43. Terjadinya Petir Petir terjadi karena lompatan elektronelektron dari awan bermuatan negatif ke Bumi yang bermuatan positifawal 44. Penangkal Petir Penangkal petir merupakan alat pengarah petir agar petir hanya menyambar kepadanya, bukan ke bagian bangunan lainnyaawal 45. Bahaya Listrik Statis Pada truk tangki pengangkut bahan yang mudah terbakar, dipasang rantai pada bagian bawahnya. Ini dimaksudkan agar listrik statis yang timbul karena gesekan ban dengan jalan dapat dinetralkan sehingga tidak membahayakan muatan tangki.awal 46. Penggunaan Listrik Statis Pengendap elektrostatis Alat ini ditemukan oleh F.G. Cottrell pada tahun 1907. Alat ini digunakan untuk membersihkan udara yang keluar dari cerobong asap Pengecatan Mobil Agar mobil dapat dicat dengan rata, maka badan mobil diberi muatan listrik yang berbeda dengan muatan listrik pada cat. Dengan demikian cat dapat menempel kuat dan merata pada mobil awal 47. Penggunaan Listrik Statis Mesin Fotokopi Mesin fotokopi memanfaatkan konsep listrik statis dan optik. Mesin ini memanfaatkan sifat unik dari logam selenium, yaitu dapat menghantarkan listrik ketika terkena cahaya dan tidak menghantarkan listrik ketika tidak terkena cahaya.awal