listrik statis

Tinjaulah interaksi antara dua benda bermuatan yang dimensi geometrinya dapat diabaikan terhadap jarak antar keduanya. Maka dalam pendekatan yang cukup baik dapat dianggap bahwa kedua benda bermuatan tersebut sebagai titik muatan. Charles Augustin de Coulomb(1736-1806) pada tahun 1784 mencoba mengukur gaya tarik atau gaya tolak listrik antara dua buah muatan tersebut. Ternyata dari hasil percobaannya, diperoleh hasil sebagai berikut:
* Pada jarak yang tetap, besarnya gaya berbanding lurus dengan hasil kali muatan dari masing –masing muatan. * Besarnya gaya tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan. * Gaya antara dua titik muatan bekerja dalam arah sepanjang garis penghubung yang lurus. * Gaya tarik menarik bila kedua muatan tidak sejenis dan tolak menolak bila kedua muatan sejenis. Hasil penelitian tersebut dinyatakan sebagai hukum Coulomb, yang secara matematis:

k adalah tetapan perbandingan yang besarnya tergantung pada sistem satuan yang digunakan. Pada sistem SI, gaya dalam Newton(N), jarak dalam meter (m), muatan dalam Coulomb ( C ), dan k mempunyai harga : sebagai konstanta permitivitas ruang hampa besarnya = 8,854187818 x 10^-12 C2/Nm2. Gaya listrik adalah besaran vektor, maka Hukum Coulomb bila dinyatakan dengan notasi vector menjadi : Dimana r₁₂ adalah jarak antara q₁ dan q₂ atau sama panjang dengan vektor r₁₂, sedangkan r₁₂ adalah vektor satuan searah r₁₂. Jadi gaya antara dua muatan titik yang masing-masing sebesar 1 Coulomb pada jarak 1 meter adalah 9 x 10⁹ newton, kurang lebih sama dengan gaya gravitasi antara planet-planet. Contoh 1:
Muatan titik q₁ dan q₂ terletak pada bidang XY dengan koordinat berturut-turut(x₁,y₁) dan (x₂,y₂), tentukanlah : a. Gaya pada muatan q₁ oleh muatan q₂
b. Gaya pada muatan q₁ oleh muatan q₂
Penyelesaian : a. Gaya pada muatan q₁ oleh muatan q₂
b. Gaya pada muatan q₂ oleh muatan q₁
Dari hasil perhitungan bahwa gayanya akan sama besar namun berlawanan arah. Prinsip Superposisi Dalam keadaan Rill , titik-titik muatan selalu terdapat dalam jumlah yang besar. Maka timbullah pertanyaan : apakah interaksi antara dua titik muatan yang diatur oleh Hukum Coulomb dapat dipengaruhi oleh titik lain disekitarnya? Jawabannya adalah tidak, karena pada interaksi elektrostatik hanya meninjau interaksi antar dua buah muatan, jika lebih dari dua buah muatan maka diberlakukan prinsip superposisi (penjumlahan dari semua gaya interaksinya).
Secara matematik, prinsip superposisi tersebut dapat dinyatakan dengan mudah sekali dalam notasi vektor. Jadi misalnya F₁₂ menyatakan gaya antara q₁ dan q₂ tanpa adanya muatan lain disekitarnya, maka menurut Hukum Coulomb, Begitu pula interaksi antara q₁ dan q₃ tanpa adanya muatan q₂, dinyatakan oleh :
Maka menurut prinsip superposisi dalam sistem q₁, q₂ dan q₃, gaya total yang dialami q₁ tak lain adalah jumlah vector gaya-gaya semula : Contoh 2 : Tiga buah muatanmasing-masing q₁ = 4 C pada posisi (2,3), q₂ = -2 C pada posisi(5,-1) dan q₃ = 2 C pada posisi (1,2) dalam bidang x-y. Hitung resultan gaya pada q₂ jika posisi dinyatakan dalam meter.
Penyelesaian :

hukum kirchoff dan hukum ohm

Dalam kehidupan sehari hari kadang kita tak menyadari tentang apa yang kita rasakan, tapi mungkin ini baru terasa oleh orang yang pernah ke "stroom" sama listrik, yang merasakan rasa "ngereunyeud" -nya, tapi dibalik semua itu, orang-orang terdahulu dari kita telah meneliti hal-hal ini, walau deskripsi tadi mungkin belum terlalu nyambung dengan materi yang akan kita bahasa hari ini, tapi langkah lebih baiknya kita menyadari apa yang ada di sekitar kita, setelah kita menyadari barulah kita fahami teori nya, atau sebaliknya, setelah kita memahami teori maka kita rasakan keberadaan nya dui alam ini.

Oke dalam bahasan kali ini akan di berikan dua bahasan langsung yaitu tentang hukum yang di ungkapkan oleh Kirchoff dan oleh Ohm, keduanya sama membahas tentang arus, hanya bedanya ohm lebih pada arus yang mengalir pada konduktor yang memiliki beda potensial, sedangkan kirchoff menelaah kuat arus pada rangkaian, baik tertutup atau pada percabangan.

yah terlalu banyak cuap cuap mungkin akan membuat bosan, langsung saja ya......, ini saya ambil dari berbagai sumber.

HUKUM KIRCHOFF 1 (source : alljabbar.wordpress.com)

Di pertengahan abad 19 Gustav Robert Kirchoff (1824 – 1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian di kenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum ini berbunyi “ Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan”. Yang kemudian di kenal sebagai hukum Kirchoff I. Secara matematis dinyatakan

Bila digambarkan dalam bentuk rangkaian bercabang maka akan diperoleh sebagai berikut::

Latihan Soal

Perhatikan gambar berikut! Hitunglah besar I3!

Hukum Kirchoff 2 (source : wahab.blog.dada.net)

Hukum Kirchoff secara keseluruhan ada 2, setelah yang diatas dijelaskan tentang hukum beliau yang ke 1. Hukum Kirchoff 2 dipakai untuk menentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian bercabang dalam keadaan tertutup (saklar dalam keadaan tertutup).

Perhatikan gambar berikut!

Hukum Kirchoff 2 berbunyi : " Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabbar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol". Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap.

Dari gambar diatas kuat arus yang mengalir dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa aturan sebagai berikut :

• Tentukan arah putaran arusnya untuk masing-masing loop.
• Arus yang searah dengan arah perumpamaan dianggap positif.
• Arus yang mengalir dari kutub negatif ke kutup positif di dalam elemen dianggap positif.
• Pada loop dari satu titik cabang ke titik cabang berikutnya kuat arusnya sama.
• Jika hasil perhitungan kuat arus positif maka arah perumpamaannya benar, bila negatif berarti arah arus berlawanan dengan arah pada perumpamaan.

Latihan soal :
Masih dari gambar di atas bila diketahui :

E₁ = 10 V dan r₁ = 0,2 ohm

E₂ = 12 V dan r₂ = 0,25 ohm

R₁ = 0,3 ohm

R₂ = 1,5 ohm

R₃ = 0,5 ohm

maka tentukan besar dan arah kuat arus yang mengalir melalui tiap cabang (tentukanah I1, I2 dan I3)


Hukum Ohm (source : ebooks.lib.unair.ac.id)
Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor

I = V / R

HUKUM OHM UNTUK RANGKAIAN TERTUTUP

I = n E R + n rd	I = n R + rd/p

n = banyak elemen yang disusun seri
E = ggl (volt)
rd = hambatan dalam elemen
R = hambatan luar
p = banyaknya elemen yang disusun paralel

RANGKAIAN HAMBATAN DISUSUN SERI DAN PARALEL

SERI R = R1 + R2 + R3 + ... V = V1 + V2 + V3 + ... I = I1 = I2 = I3 = ...

PARALEL 1 = 1 + 1 + 1 R R1 R2 R3 V = V1 = V2 = V3 = ... I = I1 + I2 + I3 + ...

ENERGI DAN DAYA LISTRIK
ENERGI LISTRIK (W)
adalah energi yang dipakai (terserap) oleh hambatan R.

W = V I t = V²t/R = I²Rt

Joule = Watt.detik
KWH = Kilo.Watt.jam
DAYA LISTRIK (P) adalah energi listrik yang terpakai setiap detik.

P = W/t = V I = V²/R = I²R