Please be utilized to support the teaching and learning process

1. SUGITYO, S.Pd.M.Kom SMAN 10 SEMARANG

2. Standar Kompetensi
2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam
berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
Kompetensi Dasar
2.1 Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik,
fluks, potensial listrik, dan energi potensial listrik
serta penerapannya pada keping sejajar.
Indikator Pencapaian Kompetensi
Mendeskripsikan gaya elektrostatik (hukum Coulomb)
pada muatan titik.
Mengaplikasikan hukum Coulomb dan hukum Gauss untuk
mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinyu.
Memformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya
dengan gaya, medan listrik, dan potensial listrik.
Memformulasikan prinsip kerja kapasitor keping sejajar.

3. Daftar Isi
 Listrik Statis
 Hukum Coulomb
 Elektroskop
 Generator Van De Graaff

4. Listrik Statis
Listrik statis adalah listrik yang diam untuk
sementara pada suatu benda
Orang pertama yang melakukan percobaan
tentang listrik statis adalah Thales of Miletus.
Ia menggosokkan batu ambar dengan kain wol,
kemudian ia dekatkan ke bulu ayam. Ternyata
bulu ayam terbang dan menempel pada batu
ambar beberapa saat kemudian jatuh lagi.
awal

5. Memberi Muatan Listrik Statis
Suatu benda dapat diberi muatan listrik statis dengan
cara menggosoknya dengan benda lain
Mengapa demikian?
Untuk jelasnya kita perlu memahami model atom
terlebih dahulu.
awal

6. Atom
Atom merupakan partikel
terkecil penyusun suatu
unsur yang masih memiliki
sifat unsur tersebut.
Atom terdiri dari partikelpartikel yang jauh lebih kecil
yang memiliki sifat sendiri.
Partikel-partikel tersebut
adalah proton, netron yang
terdapat dalam inti atom dan
elektron yang mengorbit inti
dengan lintasan tertentu.
awal

7. Atommemiliki sifat
Proton
bermuatan listrik positip
dan elektron memiliki sifat
bermuatan listrik negatip,
sedang neutron memiliki
sifat yang netral.
Besar muatan listrik proton
dan elektron sama.
awal

8. Atom netral memiliki
Atom yang
jumlah proton dan
elektron yang sama.
Suatu atom akan memiliki
muatan listrik negatif bila
atom tersebut kelebihan
elektron
Dan atom akan bermuatan
positip bila kekurangan
elektron
awal

9. Atom Netral
Atom yang netral memiliki
jumlah proton dan
elektron yang sama.
awal

10. Atom Negatif
Bila suatu atom mendapat
tambahan elektron dari
atom lain, maka atom
ersebut menjadi
kelebihan elektron
Atom menjadi bermuatan
negatip
awal

11. Atom Positip
Jika suatu atom kehilangan
elektron, maka atom
tersebut menjadi
kekurangan elektron
Atom tersebut menjadi
bermuatan positip
awal

12. Menggosok dua jenis benda
Dua buah benda tertentu bila saling digosok, maka
kedua benda akan bermuatan listrik.
Contoh: Balon dengan kain wol,
Kaca dengan kain sutra
Mika dengan kain wol
Mika dengan kain sutra
awal

13. Balon dengan Kain Wol
Balon bila kita gosok
dengan kain wol maka
elektron berpindah dari
kain wol ke balon.
Sehingga balon menjadi
bermuatan listrik negatif
dan kain wol bermuatan
listrik positif
awal

14. Kaca dengan kain sutra
Bila kaca kita gosok
dengan kin sutra,
elektron berpindah dari
kaca ke kain sutra.
Sehingga kaca menjadi
bermuatan lisrik positip
dan kain sutra
bermuatan listrik negatif.
awal

15. Sifat Muatan Listrik
awal

16. Sifat Muatan Listrik
Dua buah benda bermuatan listrik memiliki sifat:
- jika muatannya sama akan saling tolak menolak
- jika muatannya berbeda akan saling tarik menarik
Benda netral akan selalu ditarik oleh benda bermuatan
listrik
awal

17. Menginduksi dengan Benda
Bermuatan Listrik
Selain dengan
menggosok, suatu
benda dapat diberi
muatan listrik
dengan cara
diinduksi dengan
benda lain yang
telah bermuatan
listrik.
awal

18. Hukum Coulomb
Gaya tolak menolak atau gaya tarik menarik antara
dua buah benda bermuatan listrik kita sebut gaya
Coulomb sebagai penghrgaan atas jasa Charles
Augustin de Coulomb, ahli fisika berkebangsaan
Prancis yang merupakan orang pertama yang meneliti
gaya listrik dan merumuskannya secara matematis.
awal

19. Hukum Coulomb
Dari hasil percobaannya, Disimpulkan bahwa:
Gaya listrik (tarik-menarik atau tolakmenolak) antara dua muatan listrik
sebanding dengan besar muatan listrik
masing-masing dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak pisah antara kedua
muatan listrik. (Hk. Coulomb)
awal

20. Hukum Coulomb
Hukum Coulomb dapat dirumuskan menjadi:
F=k
Q1.Q2
d²
Ket: F = gaya coulomb (N)
Q = muatan listrik ( c )
d = jarak antara muatan listrik (m )
awal

21. Gaya Coulomb Sebanding dengan muatan
listrik
Gaya coulomb antar dua
buah muatan akan
berubah sebanding bila
muatannya berubah
Q1
Q’1
F
F’
Q2
Q’2
Q’1.Q’2
F’ = Q1.Q2 F
awal

22. Gaya Coulomb berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak kedua muatan
Gaya coulomb juga akan
berubah jika jarak kedua
muatan berubah
d
F
d’
F’
d 2
F’=( ) F
d’
awal

74. r

109. ++++++
─
KAPASITOR

111. Fungsi Kapasitor
. Untuk menyimpan muatan listrik
. Didalam bidang elektronik seperti pada rangkaian
radio, TV,dll
yaitu untuk memisahkan arus bolak-balik dengan
arus searah.
Kapasitor digolongkan menjadi:
. Kapasitor dengan polaritas : kapasitor elektrolit
(elco)
. Kapasitor non polar : kapasitor kertas, keramik,
mika, dan
Simbol kapasitor non variabel condensator(varco)
polar :
_
polaritas
:
+

112. Kapasitas Kapasitor
Kapasitas kapasitor adalah kemampuan kapasitor
untuk menyimpan muatan listrik.
Atau perbandingan antara muatan dengan potensial
listrik.
q
C = kapasitas
C
v
1) kapasitor(Coulomb/volt = F)
q = muatan listrik (Coulomb)
V = potensial listrik (volt)
Dalam SI satuan kapasitas kapasitor adalah
farad(F), dalam praktik sehari-hari satuan farad
terlampau besar sehingga menggunakan satuan
yang lebih kecil yaitu mikro faraf(µF), nano
farad(nF), dan piko farad(pF)
1 F = 106 µF, 1F = 10-9 nF, dan 1F = 10-12pF

113. Kapasitas kapasitor keping sejajar
+
+
+
. Kuat medan listrik antara kedua
keping:
q
_ _
_
_
_
E
ε0A
1)
Hubungan antara beda potensial v dengan kuat
medan listrik E pada kapasitor keping sejajar
q
adalah :
d
v = E d = ε0 A
Kapsitas kapasitor : C
q
v
q
qd
ε0A
ε0 A
d
2)
ε0 = permitivitas udara/vakum =8,85 x10-12 C2N1m-2
A = luas tiap keping
d = jarak antara kedua keping

114. Dielektrik
Dielektrik suatu bahan isolasi seperti kertas,plastik,
karet
atau
kaca,
bila
bahan
tersebut
disisipkan/diisikan dalam ruang antara kedua keping
kapasitor maka kapasitas kapasitor akan meningkat,
dimana permitivitas vakum/udara diganti dengan
permitivitas dielektrik(ε).
ε=εrε0
εr=ε/ε0
εr = permitivitas
relatif
Berdasarkan persamaan 2)
ε0 A
C
d
εrε0 A
d
εA
d
εr
C
ε0 A
d
C
C0
εr
Permitivitas relatif(εr) dapat diperoleh dengan
perbandingan antara kapasitas dengan
dielektrik(CD) dan kapasitas tanpa dielektrik(C0)
εr
CD
C0
CD = ε r C0
4)
C
C0
3)

115. Kapasitas kapasitor bola
Potensial di dalam dan di kulit
bola
+ R
- +
+ +
+ +
-
v = k q/r
R
Kapasitasqkapasitor :
kq
k
C = R/k
C = q/v =
R
Susunan Kapasitor
a. Susunan seri kapasitor
C1
C2
C3
Cgab susunan seri :
1
C gab
+
_
v
1 1 1
1
.........
C1 C 2 C3
Cn

116. Potensial yang timbul pada ujung-ujung C
v1 = q/C1, v2 = q/C2 , v3 = q/C3
Vgab = v1 + v2 + v3 atau
Vgab = q/Cgab
b. Susunan paralel kapasitor
C1
Cgab susunan paralel :
C1
+v
Cgab = C1+ C22+ ….. Cn
_
Untuk
kapasitor
mempunyai nilai sama
C
Muatan total: qtot = q1+ q2
= C2 v
atau
qtot = Cgab v
yang
Cgab = n
dimana q1 = C1 v, q2

117. Energi yang tersimpan dalam kapasitor
Sebuah
kapasitor
yang
bermuatan
memiliki
potensial yang tersimpan didalamnya, jika salah
satu muatan dibebaskan mulai dari keadaan diam
dari satu keping ke keping lainnya, maka energi
potensialnya makin besar selama muatan itu
berpindah. Bila kapasitor dihubungkan dengan
baterai berarti memberi muatan pada kapasitor,
bila muatan yang diisikan mencapapai maksimum,
maka sedikit demi sedikit muatan dipindahkan dari
keping ke keping lain. Setelah muatan dipindahkan,
beda potensial akhir antara kedua keping adalah v
= q/C. Beda potensial awal nol dan beda potensial
q
rata-rata selama proses pemindahan adalah :
v
0
v
2
0
C
2
v
q
2C

118. Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan
q adalah
W=qv
W
q
q
2C
W
1 CV
2 C
W
2
1 q2
2 q
v
1 q2
2 C
1
CV 2
2
Karena q = C V, maka
Karena C = q/C, maka
1
qV
2
Persamaan energi yang tersimpan dalam kapasitor
adalah :
1
1 q2 1
2
W
CV
qV
2
2 C 2

129. Elektroskop yang
Elektroskop adalah alat
digunakan untuk mengetahui
apakah suatu benda
bermuatan listrik atau tidak.
awal

130. Menentukanbenda bermuatan
listrik
Untuk mengetahui apakah suatu
benda bermuatan listrik atau
tidak, kita dapat mendekatkan
benda tersebut ke elektroskop
netral
awal

131. Menentukan jenis muatan
listrik suatu benda
Jenis muatan listrik suatu
benda dapat dilakukan
dengan cara mendekatkan
benda tersebut ke
elektroskop bermuatan
listrik
awal

132. Distribusi Muatan Listrik pada Konduktor
berongga
awal

133. Distribusi Muatan Listrik pada Konduktor
berongga pada
Muatan listrik
konduktor berongga
hanya terdistribusi pada
permukaan luarnya, tidak
pada permukaan
dalamnya
awal

134. Konduktorbola
Bola
Untuk konduktor
berongga, muatan listrik
menyebar merata pada
permukaan luar
awal

135. Distribusi Muatan Listrik pada Konduktor
berongga
Distribusi muatan listrik
pada konduktor
berongga dipusatkan
pada bagian luar yang
memiliki kelengkungan
paling tajam
awal

136. Generator Van de Graaff
Silinder politen
Generator van de
graaff adalah
generator yang
menghasilkan
listrik statis yang
sangat besar
Sabuk
karet
Silinder logam
awal

137. Petir Buatan
awal

138. Angin Listrik
awal

139. Terjadinya Petir
Petir terjadi karena
lompatan elektronelektron dari awan
bermuatan negatif ke
Bumi yang bermuatan
positif
awal

140. Penangkal Petir
Penangkal petir
merupakan alat pengarah
petir agar petir hanya
menyambar kepadanya,
bukan ke bagian
bangunan lainnya
awal

141. Bahaya Listrik Statis
Pada truk tangki pengangkut bahan yang mudah
terbakar, dipasang rantai pada bagian bawahnya. Ini
dimaksudkan agar listrik statis yang timbul karena
gesekan ban dengan jalan dapat dinetralkan sehingga
tidak membahayakan muatan tangki.
awal

142. Penggunaan Listrik Statis
Pengendap elektrostatis
Alat ini ditemukan oleh F.G. Cottrell pada tahun 1907. Alat
ini digunakan untuk membersihkan udara yang keluar dari
cerobong asap
Pengecatan Mobil
Agar mobil dapat dicat dengan rata, maka badan mobil
diberi muatan listrik yang berbeda dengan muatan listrik
pada cat. Dengan demikian cat dapat menempel kuat dan
merata pada mobil
awal

143. Penggunaan Listrik Statis
Mesin Fotokopi
Mesin fotokopi memanfaatkan konsep listrik statis dan optik.
Mesin ini memanfaatkan sifat unik dari logam selenium,
yaitu dapat menghantarkan listrik ketika terkena cahaya
dan tidak menghantarkan listrik ketika tidak terkena
cahaya.
awal