Interaksi elektrostatik

INTERAKSI ELEKTROSTATIK

• INTERAKSI ELEKTROSTATIK

• Muatan Listrik

• elektron (bermuatan negatif)

• lintasan elektron inti atom

• netron (tidak bermuatan)

• ptoton (bermuatan positif)

• atom

Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif, dan elektron-elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti.

• Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif, dan elektron-elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti.

• Inti atom terdiri dari ptoton bermuatan positif dan netron tidak bermuatan.

• Ada 2 jenis muatan listrik :

• 1. Muatan negatif, yaitu muatan yang sejenis dengan muatan elektron.

• 2. Muatan positif, yaitu muatan yang tidak sejenis dengan muatan elektron.

Sifat muatan :

• Sifat muatan :

• “ Muatan-muatan yang sejenis tolak menolak dan muatan-muatan yang tidak sejenis tarik menarik “

• Elektroskop ialah alat untuk mengetahui ada atau tidak adanya muatan listrik.

• Cara memberi muatan listrik.

• 1. Dengan cara menggosok

• 2. Dengan cara menyentuhkan dengan benda yang bermuatan

• 3. Dengan cara induksi

2.Gaya Coulomb.

• 2.Gaya Coulomb.

• Gaya interaksi (gaya tarik/tolak) antara dua buah muatan disebut gaya Coulomb (gaya elektrostatis)

• Besar gaya Coulomb antara 2 muatan :

• * berbanding lurus dengan kedua muatan itu masing-masing.

• * berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan itu.

F = gaya coulomb ( N )

• F = gaya coulomb ( N )

• q,q’ = muatan listrik ( Coulomb = C )

• r = jarak antara kedua muatan ( m )

• k = konstanta pembanding

• = 1/4пεo = 9.109 Nm2C-2

• εo = permitivitas ruang hampa

• = 8,85.10-12 CN-1m-2

• Permitivitas medium selain udara disimbulkan ε, dan besar ε> εo

• Perbandingan ε/εo disebut konstanta dielektrik (K) atau permitivitas relatif (εr )

Grafik gaya coulomb :

• Grafik gaya coulomb :

Bila kedua gaya coulomb saling membentuk sudut :

• Bila kedua gaya coulomb saling membentuk sudut :

B. MEDAN LISTRIK

• B. MEDAN LISTRIK

Muatan q menimbulkan medan listrik di sekitarnya, perhatikan kuat medan listrik di titik P

• Muatan q menimbulkan medan listrik di sekitarnya, perhatikan kuat medan listrik di titik P

Kuat medan listrik di titik P ditumuskan :

• Kuat medan listrik di titik P ditumuskan :

• Arah kuat medan listrik searah dengan gaya yang dialami oleh satu satuan muatan positip di titik itu.

• Dapat dikatakan : kuat medan listrik di suatu titik adalah gaya listrik per satuan muatan positip di titik itu.

Perhatikan gambar berikut ini

• Perhatikan gambar berikut ini

Resultan kuat medan listrik di A :

• Resultan kuat medan listrik di A :

• E = l E1 + E2 l

• Resultan kuat medan listrik di B :

Dua muatan q1 = 12 μC dan q2 = -28,45 μC berjarak 10 cm satu sama lain. Titik A terletak di tengah-tengah kedua muatan tersebut sedangkan titik B terletak pada jarak 6 cm dari q1 dan 8 cm dari q2.

• Dua muatan q1 = 12 μC dan q2 = -28,45 μC berjarak 10 cm satu sama lain. Titik A terletak di tengah-tengah kedua muatan tersebut sedangkan titik B terletak pada jarak 6 cm dari q1 dan 8 cm dari q2.

• Hitunglah :

• a. kuat medan listrik di titik A.

• b. kuat medan listrik di titik B.

• c. gaya coulomb yang dialami oleh muatan 2 μC, bila muatan tersebut diletakkan di titik A

• d. gaya coulomb yang dialami oleh muatan 2 μC, bila muatan tersebut diletakkan di titik B

Medan listrik dinyatakan dengan garis-garis gaya (garis medan) listrik.

• Medan listrik dinyatakan dengan garis-garis gaya (garis medan) listrik.

• Garis gaya (garis medan) listrik adalah garis khayal yang merupakan kedudukan titik-titik, dan kuat medan di setiap titik pada garis tersebut selalu berimpit dengan garis singgung di titik itu.

Gambar garis medan

• Gambar garis medan

Bila jumlah garis-garis gaya listrik semakin rapat menggambarkan bahwa kuat medan listriknya semakin kuat.

• Bila jumlah garis-garis gaya listrik semakin rapat menggambarkan bahwa kuat medan listriknya semakin kuat.

• Jumlah garis gaya listrik yang menembus luasan secara tegak lurus disebut fluks listrik.

• Jumlah garis gaya listrik yang menembus luasan secara tegak lurus tiap satu satuan luas disebut kuat medan listrik.

• atau ditulis

Bila arah medan membentuk sudut θ terhadap normal bidang, maka ditulis :

• Bila arah medan membentuk sudut θ terhadap normal bidang, maka ditulis :

Menurut Hukum gauss :

• Menurut Hukum gauss :

• “Jumlah garis medan (fluks listrik) yang melalui permukaan tertutup berbanding lurus terhadap muatan yang diselimuti permukaan tersebut”

Perhatikan gambar berikut ini.

• Perhatikan gambar berikut ini.

Contoh penerapan hukum Gauss

• Contoh penerapan hukum Gauss

• 1. Medan listrik antara dua keping konduktor sejajar yang bermuatan

2. Medan listrik akibat bola konduktor bermuatan

• 2. Medan listrik akibat bola konduktor bermuatan

Grafik E - r

• Grafik E - r

C.ENERGI POTENSIAL DAN POTENSIAL LISTRIK

• C.ENERGI POTENSIAL DAN POTENSIAL LISTRIK

Untuk mengimbangi gaya coulomb F diperlukan gaya F’=-F =-kqq’/r2.

• Untuk mengimbangi gaya coulomb F diperlukan gaya F’=-F =-kqq’/r2.

• Untuk memindahkan muatan dari A ke B diperlukan usaha :

Bila muatan q’ dipindah dari titik A jauh takterhingga ke titik B, maka :

• Bila muatan q’ dipindah dari titik A jauh takterhingga ke titik B, maka :

2. Potensial listrik.

• 2. Potensial listrik.

Potensial listrik akibat beberapa muatan

• Potensial listrik akibat beberapa muatan

4. Hukum kekekalan energi mekanik.

• 4. Hukum kekekalan energi mekanik.

3.Energi potensial dan potensial listrik pada keping konduktor.

• 3.Energi potensial dan potensial listrik pada keping konduktor.

Grafik V - r

• Grafik V - r