MUATAN GAYA DAN MEDAN LISTRIK Fisika Das

(1)

MUATAN, GAYA, DAN MEDAN LISTRIK

Ahmad Nurullah

(FT Universitas Teknologi Sumbawa)

(2)

Daftar Refrensi

David Halliday & Robert Resnick (Pantur Silaban &

Erwin Sucipto), (1989).

FISIKA

_{, Erlangga: Jakarta.}

Paul A. Tipler (Dr. Bambang Soegijono). (2001).

FISIKA

, Untuk Sains dan Teknik

_{, Erlangga:}

Jakarta.

(3)

Pendahuluan 1 (Muatan, Gaya, dan Medan Listrik)

3

2000 Sebelum Masehi – Orang Cina

700 SM – Yunani, Amber digosok akan bermuatan 1600 – William Gilbert – tidak hanya amber

1785 – Charles Coulomb –

1820 – Hans Oersted – Magnet kompas bergerak dekat arus listrik

1831 – Michael Faraday dan Joseph Henry – arus listrik dihasilkan dari gerakan kawat dekat magnet 1873 – James Clerk Maxwell – menyatukan

fenomena listrik dan magnet, gelombang EM

(4)

 Bagian pertama pada semester 2 ini, kita akan membahas mengenai fenomena tentang listrik dan magnet.

 Dua topik ini menjelaskan banyak hal yang ada di sekeliling kita Interaksi antara partikel, atom, dan molekul merupakan interaksi bersifat listrik atau elektrik (antara muatan dan muatan).

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

Muatan Listrik

Muatan Listrik adalah sifat yang dimiliki beberapa partikel. Karena bermuatan partikel akan mengalami gaya listrik. Satuan muatan adalah coulomb atau C.

(10)

Materi: Proton, Neutron, dan Elektron

Semua benda-benda makroskopik memiliki jumlah elektron (muatan negatif) dan proton (muatan positif) yang sangat banyak

Jika jumlah muatan negatif dan positif sama, maka materi benda dinyatakan netral atau tidak bermuatan

Jika pada benda lebih banyak elektron daripada proton maka dinyatakan bend bermuatan negatif.

(11)

Muatan Elektron dan Proton

Muatan sebuah elektron dan sebuah proton mempunyai besar yang sama yaitu 1.60 x 10-19 _C)_{tetapi berlawanan}

tanda.

(12)

Muatan Net (total)

Muatan benda dihitung dengan menjumlahkan muatan positif (dengan nilai positif) dan muatan negatif (nilai negatif)

(13)

Materi Konduktor dan Insulator

Elektron pada materi dapat berpindah dan ditransfer. Sedangkan proton pada inti atom tidak bergerak.

Materi dapat dibagi dua tergantung dari pergerakan elektron:

Konduktor – mengadung banyak elektron yang bebas

bergerak. Contoh: besi, aluminium, tembaga Insulator –

(14)

(15)

(16)

Interaksi Benda Bermuatan

Interaksi antara benda bermuatan

(17)

Muatan Terkuantisasi

Terkuantisasi artinya nilai muatan harus merupakan kelipatan muatan elektron.

Ditemukan oleh Robert Milikan pada tahun 1909 q=Ne

e adalah nilai absolut muatan elektron 1.60 x 10-19 _C

. Ingat elektron bermuatan negatif, atau –e

Total muatan pada sistem terisolasi selalu sama atau

(18)

Hukum Coulomb

Pada tahun 1785, Coulomb menyatakan besarnya gaya antara dua benda bermuatan adalah

(19)

Konstanta Coulomb

(20)

Muatan Terkecil, e

(21)

(22)

(23)

(24)

Medan Listrik/Elektrik

Dikembangkan oleh M. Faraday

Karena konsep medan ini sangat berguna,

maka kita akan mempelajari lebih dalam.

Definisi: Medan listrik ada pada ruang di

sekitar suatu muatan (sumber), jika ada

(25)

(26)

(27)

(28)

Medan dari Banyak Muatan

Medan elektrik total dari sekumpulan muatan

sama dengan penjumlahan vektor semua

(29)

(30)

(31)

(32)

Jenis Distribusi Muatan

Muatan volum:

Muatan luas:

(33)

Elemen Muatan

Muatan volum:

Muatan luas:

(34)

Garis-garis Medan

Sekarang kita ingin menggambarkan medan

menggunakan garis- garis yang paralel dengan

medan listrik. Medan listrik E bersinggungan dengan

setiap titik pada garis medan. Garis mempunyai arah

sesuai dengan arah vektor medan listrik. Jumlah

garis per satuan luas yang tegak lurus dengan medan

sebanding dengan besarnya medan pada daerah

tersebut. Garis- garis yang rapat menandakan medan

yang kuat, garis-

garis yang renggang menandakan

(35)

Aturan Menggambar Garis Medan

Garis medan berawal pada muatan positif dan

berakhir pada muatan negatif.

Jika ada muatan yang berlebihan maka ada garis

yang mulai dan berakhir di jarak jauh atau tak

hingga (infinity)

(36)

(37)

(38)

(39)