Medan Listrik - Materi 3

Haloooo, sudah punya "batu akik" apa blom ? Nah kalo blom, ini masih ada kesempatan untuk mendapatkan batu yang menghebohkan dunia itu.

Salah satunya, ayo kita pesiar ke makam, disana masih banyak "batu-batu nisan" yang belum diambil dan digosok. Ayo kita ambil dan kita gosok, pasti hasilnya bagus, dimana batu tersebut ada gambarnya mayat......xixiixixixiix

Eh, kok malah ngelantur, ini ada materi Fisika Listrik dan Magnet khususnya Medan Listrik.

1. Medan Listrik

Medan Listrik adalah daerah disekitar muatan listrik yang jika muatan listrik lain diletakkan di ruangan ini maka akan terjadi gaya listrik.

Dirumuskan dengan E = F/Q

Gambar 2. Medan Listrik

Karena merupakan daerah medan listrik, maka daerah tersebut akan dipengaruhi  / ditarik oleh pusat medan listriknya (muatannya). Sehingga kalau ada beberapa muatan listrik, maka akan terjadi tarik menarik atau tolak menolak dan itu merupakan vektor.

Rumus matematika untuk medan listrik dapat diturunkan melalui Hukum Coulomb, yaitu gaya antara dua titik muatan:

F = k (q1 q2)/r2

E   = F / q1

  = k. q. q1 /r2/ q1

  = k.q/ r2

Gambar 3. Muatan Negatif

Dimana :

E adalah Kuat medan listrik

k adalah konstanta 9.109 Nm2/C2

q adalah benda bermuatan

r adalah jarak tempat medan listrik diukur dari pusat muatan (M)

Pada gambar 3. terlihat bahwa benda bermuatan negatif. Semua arah vektor akan menuju pusat muatannya. (lihat arah panah).  Itulah aliran listrik yang merupakan vektor.

Apabila terdapat lokasi, misalnya A (lihat gambar), maka pada posisi tersebut terpengaruh medan listrik ke arah muatan negatifnya. Begitu pula sebaliknya apabila terdapat muatan positif, maka sebuah lokasi akan terdorong menjauh dari titik pusat muatan.

Apabila muatan pada suatu lokasi lebih dari 2, misalnya 2 saja, maka akan terjadi tarik-menarik atau tolak menolak atau saling mendorong terhadap suatu lokasi, seperti diilustrasikan pada Gambar 4.

Gambar 4. 2 buah muatan listrik

Karena merupakan vektor, maka :

2. Potensial Listrik

Untuk memindahkan muatan q1 dari A ke B diperlukan kerja/usaha.

dw = F.ds           ,      F=E.q1dw = F.ds           ,      F=E.q1

       = -q1 E. ds

Dimana d adalah delta.  Perubahan energi saat satu-satuan muatan ( 1 C ) yg lewat diantara dua titik dalam medan listrik disebut beda potensial / tegangan

Perubahan energy potensial  :

  dU = -q1 E ds            E=k.q/( r2)

Besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan satu satuan muatan positip dari tempat yang jauh (tak hingga) ke titik tertentu dalam medan listrik disebut energy potensial.

 U = Ep = q1 V           Ep=energy potensial listrik (J )      1 J = 1 C. volt

Potensial yang ditimbulkan oleh beberapa muatan

Berikut link materi Medan Listrik :

1. Medan Listrik - Materi 3 - 4Shared
2. Medan Listrik - Materi 3 - Slideshared

Listrik Statis - Materi 1

Listrik statis (elektrostatic) adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah besar, yang statis (tidak mengalir), 

namun apabila terjadi pengosongan muatan tersebut waktunya sangat singkat.

Listrik Statis - Materi 1 from Ahmad Haidaroh

Contoh-contoh listrik statis dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 1. Listrik Statis

Pada gambar 1, listrik statis terjadi ketika bahan plastik (sisir) digosok-gosokkan ke rambut misalnya, adalah proses pengisian listrik kedalam media sisir.  Setelah digosok, maka sisir mempunyai muatan listrik, sehingga apabila didekatkan dengan potongan-potongan kecil kertas, maka kertas tersebut akan terangkat menempel di sisir.  Demikian pula dengan balon yang bisa mengangkat atau memberdirikan rambut.

Termasuk petir yang terjadi pada musim hujan, itu juga termasuk kedalam jenis listrik statis.

Gambar 2. Petir adalah salah satu listrik statis

Petir adalah salah satu contoh listrik statis, dimana pada saat petir terjadi itu adalah proses pengosongan muatan.

Proses terjadinya listrik statis dari petir dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Proses terjadinya petir

Setiap hari kita tak pernah lepas dari segala sesuatu yang berhubungan dengan listrik. Semua alat-alat listrik yang kita gunakan sekarang  tidak akan ada jika tidak ada orang yang menemukan listrik. Sebenarnya, pengetahuan tentang listrik  dimulai dari teori atom, yaitu dengan ditemukannya atom dan teori-teori yang menjelaskan tentang perkiraan-perkiraan struktur atom.

1. Struktur Atom

Pernahkah kamu mendengar istilah atom? Pernah sih dulu, namanya "kacang ATOM".......eh klo muka makanan begini dampaknya. Atom dalam bahasa Yunani atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom berarti juga partikel dari suatu materi yang paling kecil.

Pendapat bahwa atom merupakan bagian terkecil dari sebuah materi akhirnya runtuh setelah J.J. Thomson, seorang ahli Fisika Inggris berhasil menemukan elektron. Elektron berada di dalam atom.

Penelitian mengenai atom lebih lanjut dilakukan oleh Ernest Rutherford. Rutherford melalui percobaannya menyimpulkan bahwa selain elektron, di dalam atom juga terdapat sebuah muatan positif (untungnya bukan muatan kayu ato material, kan bisa jualan....xixiixixixii). Muatan positif ini kemudian disebut sebagai proton.

Penemuan elektron oleh J.J. Thomson dan proton oleh Rutherford dilengkapi dengan hasil penelitian Niels Bohr. Hasil penelitian ini seakan-akan membuktikan kebenaran penelitian-penelitian sebelumnya. 

Dari hasil penelitiannya Bohr menyimpulkan bahwa atom terdiri atas inti atom dan kulit atom. Inti atom terdiri atas muatan positif atau proton dan muatan netral atau neutron. Inti atom ini dikelilingi oleh elektron yang menempati kulit atom. Struktur atom yang terdiri atas inti atom dan kulit atom ditunjukkan pada Gambar 4.

Perhatikan gambar atom menurut Niels Bohr

Gambar 4. Atom Bohr

Penelitian lebih jauh dapat diketahui bahwa massa inti atom lebih besar daripada massa elektron. Massa inti hampir sama dengan massa atomnya sendiri. Hampir semua massa atom berpusat pada inti atom. 

2. Muatan Listrik

Ebonit akan bermuatan negatif jika digosok dengan kain wol dan kaca akan bermuatan positif jika digosok dengan kain sutra. Jadi, dapat disimpulkan bahwa sebuah benda yang bermuatan listrik dapat menarik bendabenda di sekitarnya. 

Listrik statis adalah listrik yang muatannya tidak mengalir atau ada dalam keadaan diam.
Mengapa sisir, kain wol, dan benda-benda lainnya dapat mempunyai muatan?
Setiap materi tersusun oleh partikel-partikel dan setiap partikel tersusun oleh atom-atom. Atom terdiri atas inti atom yang tersusun oleh 

proton dan neutron. Inti atom ini diselimuti oleh kulit atom. Pada kulit atom, terdapat elektron-elektron. Proton disebut juga muatan positif, sedangkan neutron merupakan muatan listrik netral. Adapun elektron adalah muatan listrik negatif.

Jika suatu materi mempunyai jumlah proton sama dengan jumlah elektron, materi tersebut dikatakan tidak bermuatan atau netral. Jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron, sehingga atom-atomnya kekurangan elektron, maka atom tersebut dikatakan bermuatan positif. Adapun atom dikatakan bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih banyak daripada jumlah proton, sehingga atom-atomnya kelebihan elektron.

Dalam sistem satuan internasional (SI), satuan muatan adalah Coulomb (C). Berapakah muatan listrik sebuah elektron, proton, dan neutron?

Muatan elektron   = –1,6 × 10^-19 Coulomb
Muatan proton     = +1,6 × 10^-19 Coulomb
Muatan neutron   = 0 (tidak bermuatan)

Ketika kita menggosokkan kain wol ke mistar plastik, maka terjadi perpindahan elektron dari wol ke mistar plastik sehingga mistar plastik tersebut bermuatan listrik negatif.  Penggosokan batang kaca dengan kain sutra menyebabkan elektron pindah dari kaca ke sutra sehingga batang kaca bermuatan positif.  Ketika didekatkan, antara mistar plastik dan batang kaca terjadi gaya tarik-menarik. Mengapa hal ini terjadi?
Sesuai dengan yang disimpulkan oleh Coulomb bahwa muatan tidak sejenis akan tarik-menarik. Mistar dan batang kaca pada kegiatan ini mempunyai muatan yang tidak sejenis, sehingga antara keduanya terjadi gaya tarikmenarik. Contoh benda-benda yang bermuatan listrik karena digosok dengan benda lain ditunjukkan pada Tabel 1. Tapi ingat, ......jangan digosok kayak nggosok lampu Aladin......entar keluar Jin-nya......

Tabel 1. Muatan Listrik Benda setelah digosok
Benda	Digosok dengan	Muatan Listrik
Plastik	Kain wol	Negatif
Ebonit	Kain wol	Negatif
Kaca	Sutra	Positif
Sisir	Rambut	Negatif

3. Hukum Coulomb

Coulomb berhasil menghitung besarnya gaya antarmuatan listrik statis. Sebagai penghargaan atas penemuannya, gaya antar muatan ini dinamakan gaya Coulomb

Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebanding dengan hasil kali kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.

Sehingga dapat dirumuskan :

F = gaya coulomb (N)
k = tetapan 9 . 10⁹(Nm)

Q₁, Q₂ = besar muatan (C)
r      = jarak kedua muatan (m)

Untuk lebih jelasnya tentang listrik statis ini, saya sertakan materi presentasi sebagai berikut :

1. Listrik Statis -> Slide Share
2. Listrik Statis -> 4Shared

Semoga tulisan yang sedikit ini bisa bermafaat, dan kurang lebihnya saya mohon maaf.

Kesabaran Untuk Berbagi

Pembaca yang budiman, apalah arti semua tulisan saya kalau saja tidak ada yang bersedia membaca atau paling tidak terpaksa membaca. Karena banyak sedikitnya pembaca menyatakan bahwa tulisan kita itu bermanfaat atau tidak. (yo pasti ada manpaatnya to yo, mosok ngga ada, kan jadinya hanya nulis doang........)
Belum banyak yang saya tulis, akan tetapi itu merupakan bukti bahwa saya masih mempunyai sedikit kepedulian atas tulisan-tulisan saya.  Bukan berarti bahwa tulisan ini akan mempunyai banyak arti, akan tetapi paling tidak ada sumbang sih yang bisa dipelajari bersama-sama.

Alhamdulillah, semenjak aktif menjadi blogger (kekekekkekekk.....koyok aktipis 1998 aja, yang suka demo dan ngeyelan.......tapi bukan demo masak lo ya ......) tahun 2009 yang lalu, terhitung sudah hampir mencapai 40.000 pembaca blog saya ini.  Artinya bahwa masih ada manfaat yang diperoleh dari tulisan-tulisan ini. Wallahu a'lam bisshowab.
Tentunya saya berharap, banyak manfaat yang bisa ditularkan kepada para pembaca sekalian.

Menilik dari atensi-nya, maka matematika menjadi sasaran utama, khususnya persamaan garis. Karena pada tulisan saya tentang persamaan garis menduduki peringkat 1 banyaknya pengakses.  Lebih membanggakan lagi, ada proses komunikasi antara penulis dengan pembaca, dimana sebagian minta penjelasan lebih dalam mengenai bahasa tertentu.  "Walaupun terkadang disini aku merasa sedih" eh......ngga gitu, walau kadang juga ada yang minta dikerjakan soal PR-nya.  Kayaknya anak-anak seusia SMP atau SMA yang mendapatkan pekerjaan rumah dari gurunya.  Hla iyo, kok aku dianggap koyok pacare, kon  nggawekno jawaban PR-e, kan lugu.....eh lucu, orang bukan siapa-siapanya dia.......Tapi aku enjoy aja lagi, dan seneng juga sih.....kex orang penting aja .........
Selain ada beberapa apresiasi, tetapi juga ada yang kurang senang.  Bahkan ada yang memberikan catatan dan caci maki. Itulah makanya diperlukan kesabaran.  Innallaha ma'ashshobirin. dan kesabaran itu tidak ada batasnya.  Allah SWT lah penolong dan pemberi petunjuk yang baik.  Karena berbagi itu adalah untuk meringankan beban pada diri masing-masing.
Intinya saya mengucapkan syukur Alhamdulillahirrobbil'alamin, karena ternyata saya masih bisa bermanfaat bagi orang lain. Khairunnas anfa'uhum linnas