Muatan dan Medan Listrik ppt

Bab 1
Muatan dan Medan
Listrik

M. Hafidz
1602230507.P

Muatan (charge)
Dalam ilmu listrik, konsep
dasarnya adalah muatan.
Ilmu listrik hanya
menjelaskan bagaimana
muatan bertingkah laku,
bukan muatan itu apa.

Teori Muatan
o

o

o

o

Ada dua jenis muatan: positif dan
negatif
Dua muatan positif atau dua muatan
negatif saling tolak-menolak
Sebuah muatan positif dan sebuah
muatan negatif saling tarik-menarik
Muatan dinyatakan dengan q atau Q,
satuannya adalah coulomb, disingkat C

Teori Atom

Muatan elektron e = 1,602 X
10-19 C
Massa elektron me = 9,1 X 10

-

Perhatian
o

o

Muatan sejenis tidak berarti kedua
muatan tersebut identik, hanya
bahwa kedua muatan memiliki tanda
aljabar yang sama (keduanya positif
atau keduanya negatif)
Muatan berlawanan berarti kedua
muatan memiliki tanda yang
berlawanan

Hukum Coulomb
Untuk muatan q1 dan q2 yang
terpisah sejauh r, besarnya gaya
listrik pada masing-masing muatan
adalah
F = 1

|q1 q2|
4o
r2
1 = k = 9,0 X 109 N . m2/C2
4o

Medan Listrik
Medan listrik E adalah gaya listrik per
satuan muatan qo yang dikerahkan pada
muatan tsb.
E = Fo / qo

qo

Fo
E
Fo

qo

Perhatian
o

o

Gaya listrik pada sebuah benda
yang bermuatan dikerahkan oleh
medan listrik yang diciptakan oleh
benda bermuatan lainnya.
Persamaan Fo = qo E dapat
digunakan hanya untuk mencari
gaya listrik pada sebuah muatan
titik.

Vektor Medan Listrik

E =

1
|q|

4o r2

E = 1
sebuah
4o

q r
r2

( besarnya medan listrik
dari sebuah muatan titik )
(medan listrik dari
muatan titik)

Garis Medan Listrik

Garis Medan Listrik

Perhatian
o

Jika sebuah partikel bermuatan
bergerak dalam sebuah medan
listrik, maka lintasan partikel
tersebut tidak sama seperti garis
medan, kecuali garis-garis
medan tersebut adalah garis
lurus dan partikel dilepas dalam
keadaan diam

Dipol Listrik
Sebuah dipol listrik adalah
sepasang muatan listrik yang
besarnya sama, tetapi tandanya
berlawanan dan terpisah sejauh
d.
p

F+= q E

d
F- = -q E

E



d sin 

Gaya pada Dipol
Listrik
Gaya F+ dan F- pada kedua
muatan itu mempunyai besar
qE yang sama, tetapi arahnya
berlawanan, dan jumlah kedua
gaya itu sama dengan nol.
p

F+= q E

d
F- = -q E

E



d sin 

Torsi pada Dipol
Listrik
Torsi dihitung terhadap pusat dipol. Jika
 adalah sudut antara medan listrik dan
sumbu dipol, maka lengan tuas untuk
kedua F+ dan F- adalah (d /2) sin .
Torsi dari F+ dan F- mempunyai besar
yang sama, (qE)(d /2) sin , dan kedua
torsi merotasikan dipol itu dalam arah
perputaran jam. Maka besar torsi netto
sama dengan dua kali besar torsi

individu:  = (qE) (d sin )

Momen Dipol Listrik
Hasil kali muatan q dan jarak d
dinyatakan sebagai momen dipol
listrik p mempunyai besar p = qd
Arah vektor p adalah dari muatan
negatif menuju muatan positif.
Torsi vektor  = p X E
dan besarnya  = pE sin 

Energi Potensial
Dipol Listrik
Kerja dW yang dilakukan oleh sebuah
torsi  selama pergeseran d yang
sangat kecil diberikan oleh
persamaan:
dW =  d
Karena torsi tsb adalah dalam arah
yang semakin berkurang,  = -pE sin

sehingga
dW = -pE sin d

Energi Potensial
Dipol Listrik
Dalam suatu pergeseran berhingga,
kerja total yang dilakukan pada dipol tsb
adalahφ 2

W (-pEsinφ ) dφ  pEcos
φ2 - pEcos
φ1
φ1

Karena W = U1 – U2, maka U() = - pE
cos 
Perkalian skalar p . E = pE cos 
sehingga U() = - p . E