Listrik Statis

Pendahuluan

Listrik Statis

Dalam bab tidak akan terdapat arus listrik, karena tidak terjadi muatan listrik.

Suatu benda memiliki listrik statis, muatan-muatan listriknya tidak bergerak.

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb

Secara definisi , hukum coulomb adalah: 

Gaya antara dua muatan listrik sebanding dengan besar masing-masing muatan, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara ke dua muatan itu”
 
Dan rumus hukum coulomb adalah:
\(F = {K \frac{Q1.Q2}{r^2}}\)
 
Q1 , Q2 = muatan masing-masing partikel (C)
r = jarak antara dua muatan (m)
K = Ketetapan Coulomb 9x \({10^9} N.m^2/C^2\)
F = Gaya tarik atau tolak antara partikel bermuatan (N)
 
 

Medan Listrik

Medan listrik adalah daerah atau ruang di sekitar muatan listrik yang masih dipengaruhi Gaya Coulomb (gaya listrik).
-Medan listrik muatan positif
-Medan listrik muatan negatif
 
Rumus Kuat Medan Listrik: 
\(E = K \frac{Q}{r^2}\)
dimana Q = Muatan sumber
              r = jarak muatan uji terhadap muatan sumber
 
atau bisa ditulis juga sebagai
\(E = \frac{F}{q}\)
dimana q adalah muatan uji (muatan yang ditaruh di dalam medan listrik)
 
 

Potensial Listrik dan Energi Potensial Listrik

Potensial Listrik

Sebuah titik yang terletak di dalam medan listrik pasti akan memiliki potensial listrik.

Untuk mencari potensial listrik, bisa menggunakan :

\(V = k \frac{Q}{r}\) atau bisa juga ditulis sebagai \(V = E . r \)

 

Energi Potensial Listrik

untuk mencari energi potensial listrik, kita bisa menggunakan rumus:

\(Ep = q V\) Dimana Ep adalah Energi potensial listrik dengan unit Joule

Untuk usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan q dari satu titik ke titik lain:

\(W = Ep2 - Ep1 \)

\(= qV1 - qV2\)

\(=q(V1-V2)\)

\(= q\triangle V\)

Dimana \(\triangle V \) adalah beda potensial (Volt)

 

 

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh Soal 1 (SNMPTN 2012)

Sebuah kapasitor 200 mF yang mula mula tidak bermuatan dialiri 10 mA selama 10 sekon. Beda tegangan yang terjadi pada kapasitor adalah...

Pembahasan:

Diketahui:

C = 200 mF = 0,2 F

I = 10 mA = 0,01 A

t = 10 s

Rumus: V = Q/C

V = (I x t) / C

V = (0,01 x 10) / 0,2 = 0,5 V

 

Contoh Soal 2 (UN 2000)

Bila sebuah partikel bermuatan 4 x 10 -19 C ditempatkan dalam medan listrik homogen yang kuat medannya 1,2 x 105 N/C maka partikel tersebut akan mengalami gaya sebesar...

Pembahasan:

Diketahui:

q = 4 x 10 -19 C

E = 1,2 x 105 N/C

Rumus: F = qE

F = (4 x 10-19) x (1,2 x 105) = 4,8 x 10-14 N