Muatan listrik dan interaksinya menjelaskan tentang muatan positif dan negatif, serta gaya tolak dan tarik antara muatan. Hukum Coulomb menyatakan besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Medan listrik dan potensial listrik dijelaskan, serta hubungannya dengan energi. Induksi listrik dapat memisahkan muatan pada benda.

1. LISTRIK STATIS
A. Muatan Listrik
Muatan listrik adalah partikel-partikel yang menentukan adalanya gaya gerak listrik (GGL).
Ada 2 macam muatan listrik, yaitu :
 Muatan listrik Positif (Proton)
 Muatan listrik Negatif (Elektron)
Muatan listrik merupakan bagian dari partikel-partikel yang membentuk atom suatu zat. Dimana atom-atom zat terdiri
dari beberapa partikel seperti gambar dibawah ini :
Neutron Proton
- + - Elektron
+
Muatan listrik dapat diperoleh dengan cara :
 Menggunakan Generator van de Graff
 Induksi listrik
 Menggosok benda satu dengan benda yang lain
Peristiwa timbulnya muatan listrik dengan cara menggosok :
 Penggaris plastik dengan rambut kering
 Penggaris plastik bermuatan listrik negatif
 Rambut kering bermuatan listrik positif
Pahami ini dengan
 Kaca dengan sutra
 Kaca bermuatan listrik positif
seksama, karena
 Sutra bermuatan listrik negatif sering keluar dalam
ujian !!!
 Karet dengan bulu
 Karet bermuatan listrik negatif
 Bulu bermuatan listrik positif
 Ebonit dengan kain wol
 Ebonit bermuatan listrik negatif
 Kain wol bermuatan listrik positif
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN SIDOARJO 1

2. B. Interaksi Muatan Listrik
Bila muatan-muatan listrik yang sejenis saling didekatkan, maka muatan-muatan tersebut akan saling tolak-menolak.
Sebaliknya bila muatan-muatan listrik yang tidak sejenis saling didekatkan, maka muatan-muatan tersebut akan saling
tarik-menarik. Peristiwa ini yang disebut dengan interaksi muatan-muatan listrik.
Sehingga diperoleh :
 Muatan positif didekati muatan positif saling tolak-menolak
 Muatan positif didekati muatan negatif saling tarik-menarik
 Muatan negatif didekati muatan positif saling tarik-menarik
 Muatan negatif didekati muatan negatif saling tolak-menolak
C. Gaya Coulomb
Besarnya gaya interaksi antara dua muatan listrik dipelajari oleh Charles Augustin Coulomb, yang kesimpulannya
disebut dengan Hukum Coulomb, yang bunyinya sebaga berikut :
“ Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan
muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda tersebut.”
Persamaan :
F  Q juga F  Sehingga berlaku :
QQ
F  k. 1 2
r2
Q1 = Q2 = r=
Keterangan :
Satuan Satuan
Simbol Nama
( SI ) ( CGS )
Q1 Muatan listrik pertama Coulomb (C) Stat.C
Q2 Muatan listrik kedua Coulomb (C) Stat.C
r Jarak kedua muatan m Cm
F Gaya Coulomb yang terjadi N Dyne (Dn)
k Konstanta kelistrikan N.m 2 Dn.cm 2
9
9.10 1 Stat .C 2
C2
LATIHAN SOAL
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN SIDOARJO 2

3. 1. Dua buah muatan listrik +50 Stat.C dan +100 Stat.C terpisah pada jarak 5 cm. Berapakah gaya elektrostatis
yang terjadi?
2. Dua buah muatan listrik 40 C dan 75 C terpisah pada jarak 20 mm. Berapakah gaya elektrostatis yang
terjadi?
3. Dua buah muatan listrik 50 Stat.C dan 5 Stat.C mengalami gaya elektrostatis 10 Dyne. Hitunglah jarak kedua
muatan tersebut!
4. Sebuah bola bermuatan 5 nC diletakkan 30 cm terhadap muatan lain. Ternyata muatan tersebut mengalami
gaya Coulomb sebesar 100 Newton. Hitunglah besar muatan tersebut!
5. Dua muatan listrik 24 C dan 5C terpisah pada jarak tertentu. Bila gaya elektrostatis yang terjadi 27 Newton,
tentukan jarak kedua muatan tersebut!
6. Dua buah muatan listrik yang sama besar dan sejenis saling tolak menolak dengan gaya 100 Newton bila
keduanya terpisah sejauh 2 cm. Tentukan besarnya gaya tolak menolaknya jika jarak kedua mutan tersebut
dijadikan :
a. 1 cm d. 8 cm
b. 4 cm e.
c. 0,5 cm f. cm
D. Medan Listrik & Kuat Medan Listrik
Medan listrik adalah ruang (daerah) dimana pengaruh gaya listrik masih dapat dirasakan oleh benda bermuatan
listrik di ruang tersebut.
Medan listrik ditimbulkan oleh adanya garis-garis gaya listrik yang dihasilkan disekitar muatan listrik. Arah
ditentukan berdasarkan jenis muatan sumber, sebagai berikut :
Garis-garis gaya listrik
+
-
Muatan Positif Muatan Negatif
Arah medan listrik yang dihasilkan oleh muatan listrik positif selalu menjauhi muatan tersebut, sedangkan yang
dihasilkan oleh muatan listrik negatif, selalu menuju muatan tersebut.
Kuat Medan Listrik adalah besarnya gaya elektrostatis setiap satuan muatan listrik.
Simbol : E
Satuan : SI = N/C
: CGS : Dn/Stat.C
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN SIDOARJO 3

4. Persamaan :
Q1Q2
k.
E=
F
E r2 =
k .Q1Q2
Q Q Q.r 2
Q
E= k.
r2
Dari rumus tersebut, coba kamu
belajar menentukan rumus untuk
mencari Q dan r !
Catatan : untuk keterangan dari persamaan diatas, kamu bisa lihat kembali pada rumus di Hukum
coulomb!
LATIHAN SOAL
1. Sebuah muatan listrik 25 Coulomb mengalami gaya elektrostatis 150 Newton di dalam suatu ruang. Hitung
besar kuat medan listrik di ruang tersebut!
2. Hitung kuat medan listrik pada suatu titik yang terletak 5 cm dari muatan listrik 100 Stat.C!
6
3. Kuat medan listrik pada suatu titik yang disebabkan oleh muatan listrik 2 C besarnya 1,8.10 N/C. Hitung
jarak titik itu terhadap muatan tersebut!
4. Muatan listrik 800 mC diletakkan dalam suatu ruang yang menderita kuat medan listrik 75 N/C. Berapa besar
gaya elektrostatis yang dialami oleh muatan tersebut?
5. Suatu titik yang berjarak 4 cm dari sebuah muatan listrik mengalami kuat medan listrik sebesar 20 N/C.
Tentukan besarnya kuat medan listrik pada titik tersebut, jika jarak titik terhadap muatan dijadikan :
a. 2 cm d. 16 cm
b. 8 cm e.
c. 0,5 cm f. cm
E. Energi Potensial Listrik & Potensial Listrik
Energi Potensial Listrik adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan-muatan listrik dari titik yang
satu ke titik yang lain.
Simbol : W
Satuan : Joule (J)
Persamaan :
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN SIDOARJO 4

5. W = F.r
Q1Q2 Q1Q2
W = k. .r W = k.
r2 r
Potensial listrik adalah besarnya energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik setiap satuan
muatan.
Simbol : V
Satuan : Volt (V)
Persamaan :
W Joule
V Volt (V)
Q Coulomb
Q1Q2 Q
V= k. V = k.
r r
Q
W = Q.V = Q. V
W = Q. ( Vakhir – Vawal)
Keterangan :
W = energi potensial listrik (J)
Q = muatan listrik (Coulomb)
V = perubahan potensial listrik (V)
Kesimpulan :
Q1Q2
QQ
F  k. 1 2 W  k.
r2 r
Q Q
E  k. V  k.
r2 r
LATIHAN SOAL
1. Berapa besar energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik 80 Coulomb dari titik yang potensialnya
60 Volt ke titik yang potensialnya 210 Volt?
2. Untuk memindahkan suatu muatan listrik 400 Coulomb, ternyata diperlukan energi sebesar 32 kJ. Tentukan besar
perubahan beda potensial yang dialami oleh muatan tersebut!
3. Sebuah muatan listrik 50 Coulomb yang berada pada titik yang potensialnya 100 Volt hendak dipindahkan pada
suatu titik yang potensialnta tertentu. Ternyata untuk keperluan tersebut diperlukan energi sebesar 7,5 kJ.
Tentukan besar potensial titik yang dimaksud!
4. Tentukan besar potensial listrik pada suatu titik yang berjarak 25 cm dari muatan listrik 25 Coulomb!
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN SIDOARJO 5

6. 5. Berapakah energi yang diperlukan untuk memisahkan muatan listrik +15 Coulomb dan -50 Coulomb yang saling-
menarik pada jarak 50 cm?
6. Untuk memindahkan muatan listrik dari titik A ke titik B diperlukan energi sebesar 3.000 Joule. Bila potensial titik
A 5 Volt dan potensial titik B 125 Volt, tentukan jumlah muatan yang telah dipindahkan!
F. Induksi Listrik (INFLUENSI)
Induksi listrik yaitu proses pemisahan muatan listrik dalam suatu benda karena benda itu didekatkan pada benda
lain yang bermuatan listrik.
Jenis Muatan listrik pada benda yang terdekat dengan muatan sumber selalu berlawanan. Jadi jika muatan
sumber yang didekatkan adalah muatan positif, maka muatan yang dihasilkan oleh benda adalah muatan negatif,
dan sebaliknya.
Illustrasi :
+
Benda Muatan listrik Sumber
ELEKTROSKOP
Elektroskop adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi (mengetahui ada-tidaknya) adanya muatan listrik pada
suatu benda. , tetapi eletroskop tidak dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan listrik benda tersebut.
Kepala Elektroskop
Logam
Daun Elektroskop ( Foil )
Bila kepala elektroskop didekati oleh benda yang bermuatan positif, maka kepala elektroskop menjadi bermuatan
negatif, sehingga kedua daun elektroskop menjadi bermuatan positif semuanya lalu tolak-menolak dan mekar.
Bila kepala elektroskop didekati oleh benda yang bermuatan negatif, maka kepala elektroskop menjadi bermuatan
positif, sehingga kedua daun elektroskop menjadi bermuatan negatif semuanya lalu tolak-menolak dan mekar.
Bila elektroskop yang telah bermuatan, kepadanya diinduksikan muatan listrik yang tidak sejenis, maka daun
elektroskop akan menutup kemudian membuka lagi.
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN SIDOARJO 6

7. Kilat, Guntur & Penangkal Petir
Kilat atau Petir adalah loncatan bunga api listrik yang terjadi antara awan ke awan atau awan ke tanah, karena
adanya beda potensial yang sangat besat.
Guruh atau Guntur adalah suara yang sangat keras yang timbul akibat pemuaian udara yang berlangsung sangat
cepat dan tiba-tiba karena udara itu dilalui oleh kilat.
Penangkal Petir adalah alat yang digunakan untuk menghindari terjadinya petir yang merugikan atau alat yang
digunakan untuk melindungi bangunan dari sambaran petir.
Ujung penangkal petir dibuat lancip, karena penghantar berujung lancip mempunyai sifat dapat melepaskan
muatan-muatan listrik yang dikandungnya dengan mudah.
Ujung penangkal petir harus dihubungkan dengan tanah sebagai Ground, untuk membuang semuang muatan
listrik yang dikandungnya akibat didekati oleh awan yang bermuatan listrik dengan cepat ke tanah, agar
bangunan tersebut tetap aman dari sambaran petir.
Created By :
Drs. Agus Purnomo
NIP. 196806271996011001
PENANGKAL PETIR
TANAH
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN SIDOARJO 7