Dokumen membahas konsep-konsep dasar listrik statis seperti muatan listrik, gaya Coulomb, medan listrik, dan kapasitor. Tujuan pembelajaran adalah agar siswa dapat memahami dan menerapkan konsep-konsep tersebut dalam menjelaskan berbagai fenomena listrik statis dalam kehidupan sehari-hari.

1. LISTRIK STATIS
HARJONO, M.SI

2. 1. Peserta didik mampu mengevaluasi berbagai fenomena kelistrikan dalam
kehidupan sehari-hari dengan benar setelah melakukan percobaan konsep
listrik statis.
2. Peserta didik mampu menerapkan konsep gaya Coulomb dan kuat medan
listrik dalam pemecahan masalah listrik dengan benar setelah berdiskusi
tentang konsep gaya Coulomb dan kuat medan listrik.
3. Peserta didik mampu menerapkan konsep energi potensial dan potensial
listrik dengan benar setelah mempelajari energi potensial dan potensial listrik.
4. Peserta didik mampu menerapkan nilai muatan dan tegangan listrik pada
rangkaian seri dan paralel kapasitor dengan benar setelah memahami konsep
kapasitor.
Tujuan Pembelajaran

3. Bagaimana ini terjadi?

4. Berawal dari kejadian sederhana…
Bagaimana Mungkin????

5. Pendahuluan
Listrik statis adalah listrik yang diam untuk
sementara pada suatu benda
Suatu benda dapat diberi muatan listrik statis
dengan cara menggosoknya dengan benda lain.
Mengapa demikian?
Kenapa penggaris mika atau sisir yang digosok-
gosok dapat menarik potongan kertas dan rambut?

6. A. Muatan Listrik
Proton (+)
Neutorn
Elektron (-)

7. • Listrik berasal dari kata elektron (dalam bahasa Yunani)
yang menyebutkan batu amber yang ketika di gosok akan
menarik benda-benda kecil seperti jerami atau bulu.

8. Sifat Muatan Listrik
Pengamatan: “listrik statis”
◦ Sisir yang dapat menarik potongan kecil kertas.
◦ Balon yang digosok dengan woll.
“Penyaluran muatan listrik”
◦ Generator Van de Graaf.
Dua jenis muatan
◦ Dinamakan oleh Benjamin Franklin (1706-1790):positive dan negative.
Muatan sejenis saling tolak menolak, muatan berlawanan tarik menarik.

9. Sifat Muatan Listrik
Pada tingkat atom.
◦ Nucleus : “robust”, positive.
◦ Electrons : bergerak, negative.
Atom biasanya berada pada keadaan neutral.
Muatan memiliki kecenderungan alami untuk ditransfer antar material yang tidak sama.
Bagaimanapun, muatan listrik selalu conserved pada setiap proses.
◦ Muatan tidak diciptakan.
Muatan listrik selalu kekal
 Muatan listrik adalah diskrit
◦ Biasanya, muatan negative ditransfer dari satu benda ke benda lain.
Robert Milikan (1868 - 1953

10. Kesimpulan...
Bagaimana sebuah atom netral dapat menjadi bermuatan listrik ?
Ada berapa jenis muatan listrik ?
Yaitu muatan …. dan muatan ….
Bila atom kehilangan elektron maka atom tersebut akan kekurangan elektron
dan menjadi mermuatan listrik jenis apa ?
Bila atom menerima elektron maka atom tersebut akan kelebihan elektron dan
menjadi mermuatan listrik jenis apa ?

11. Satuan muatan listrik adalah coulomb (C) atau ampere-detik. Satu elektron akan
membawa muatan sebesar -1,6 × 10-19 C dan satu proton akan membawa muatan
sebesar 1,6 × 10-19 C.

12. B. Gaya Coloumb
Gaya listrik memiliki sifat:
• Berbanding terbalik terhadap kuadrat jarak, r, antara partikel, dan sepanjang garis yang menghubungi
keduanya.
• Sebanding dengan besarnya muatan |q1| dan |q2| pada kedua partikel.
• Saling menarik jika berbeda muatan dan tolak menolak jika bermuatan sama.
Charles Coulomb menemukan pada 1785 hukum dasar gaya listrik antara dua partikel
bermuatan stasioner

13. Secara Matematis
ke dikenal dengan konstanta Coulomb.
Nilai dari ke tergantung dari pemilihan satuan.
Satuan SI
◦ Gaya: Newton (N)
◦ Muatan: coulomb ( C).
◦ Arus: ampere (A =1 C/s).
◦ Jarak: meter (m).
Secara Experiment terukur nilai:
ke = 8.9875109 Nm2/C2.
Pendekatan : ke = 8.99109 Nm2/C2.

14. contoh
Elektron dan proton dari sebuah atom hidrogen dipisahkan (rata-rata) pada jarak sekitar 5.3x10-11
m. Tentukan besarnya gaya listrik yang bekerja pada setiap partikel oleh partikel lainnya.
 
 
2
2
2
2 19
9 8
2
2 11
1.6 10
8.99 10 8.2 10
5.3 10
Nm
e e C
C
e
F k N
r m




    


15. +q2
-q1
-q3
31
F
32
F
3
F

3
F 31
F 32
F


cos
2 32
31
2
32
2
31
F
F
F
F 

 2
31
1
3
31
r
q
q
k
F  2
32
2
3
32
r
q
q
k
F 
?

3
F ?
Untuk N buah muatan , Gaya pada muatan ke k :




N
k
i
i
ki
k
,
1
F
F
?
Gaya pada salah satu muatan merupakan jumlah vektor gaya yang terjadi karena
pengaruh masing-masing muatan yang lain
Bagaimana interaksinya kalau terdapat lebih dari dua muatan ?
PRINSIP SUPERPOSISI

16. contoh
Tiga buah muatan berada pada titik sudut segitiga sama sisi seperti pada Gambar 1 6. Masing-masing muatan
tersebut adalah q1 = 1 mC, q2 = 2 mC, dan q3 = - 4 mC. Berapa gaya tal pada muatan q1 dan gaya total pada
muatan q3?

18. 3. Dua buah muatan masing-masing +2 μC dan +8 μC terpisah
pada jarak 15 cm. Letak muatan -q dari muatan yang besar agar
gaya Coulomb yang dialami bernilai nol adalah... (dalam cm).

20. C. Medan Listrik
Medan listrik adalah ruang yang di tiap titik di dalamnya muatan listrik mengalami gaya listrik.
Muatan listrik positif mengalami gaya listrik (gaya tolak) karena berada di sekitar muatan
positif lainnya

21. Garis – garis gaya listrik
Medan listrik digambarkan sebagai garis -garis gaya listrik.
Medan yang ditimbulkan dinamakan medan medan listrik, Medan listrik merupakan medan
vector . Arah medan listrik ditentukan oleh jenis muatan sumber medan tersebut.
Arah garis gaya listrik muatan
positif meninggalkan muatan
Arah garis gaya listrik muatan
negatif menuju muatan

22. Kuat medan listrik
Q q
r
E
Arah medan listrik sama dengan arah gaya listrik yang dialami oleh suatu muatan positif, yang
diletakkan dekat sumber medan (muatan Q). Kuat medan listrik didefinisikan oleh:
q
r
Qq
k
E 2

q
F
E 
2
r
Q
k
E 
E = medan listrik ( N/C )
Q = muatan sumber ( C )
q = muatan uji ( C )
r = jarak dari benda ( m )
F = Gaya listrik dialami muatan q akibat
muatan Q ( N )
Q
q
E
F
Q q
E
F
Jika muatan uji (q) positif, arah gaya yg dirasakan searah medan. Jika
muatan uji negative arah gaya yang dirasakan berlawanan arah dengan
arah medan

23. Bagaimana jika di dalam suatu ruang terdapat lebih dari sebuah muatan titik ?
2
E
1
E
P
E
?
SUPERPOSISI MEDAN LISTRIK
Medan listrik di P oleh q2
P
1
r
2
r
+q1
+q2
-q4
-q5
+q3
+qn

P
E 2
1 E
E 

cos
2 2
1
2
2
2
1 E
E
E
E 


P
E ?
2
1
1
1
r
q
k
E  2
2
2
2
r
q
k
E 

P
E ? n
E
E
E
E
E 






 4
3
2
1



N
i
i
i
i
r
q
k
1
2
P
r̂
E
P
1
r
2
r
+q1
+q2
Resultan medan listrik
di P oleh q1 dan q2
Medan listrik di P oleh q2
A. Untuk 2 buah muatan titik
B. Untuk n buah muatan titik
E3
E1
E5
E4
En
E2

24. Ada dua buah muatan masing-masing q1 = 2 mC dan q2 = -5 mC Ke dua
muatan tersebut dipisahkan oleh jarak 80 cm. A) berapa kuat medan litrik dan
arahnya pada titik tepat di antara dua muatan tersebut? (b) Di manakah posisi
yang memiliki medan nol?

27. Contoh:
Suatu muatan 9 Cdiletakkan pada jarak 20 cm dari muatan 1C. dimanakah
letak titik yang kuat medan listriknya nol