twitter

jika anda ingin ke twitter klik di sini

software

jika anda ingin mencari software klik disini

yahoo

jika anda ingin ke yahoo klk disini

you tube

tempat melihat video klik disini

facebook

jika anda ingin masuk facebook langsung klik aja

Benda Bermuatan Listrik

Bagian terkecil dari unsur yang belum mengalami perubahan sifat disebut atom. Menurut teori atom, atom semula dapat dianggap terdiri atas tiga macam partikel. Ketiga macam partikel tersebut digambarkan dengan model atom. Ketiga macam partikel penyusun atom masing-masing dinamakan proton, neutron, dan elektron. Proton dan neutron terletak di pusat atom. sedangkan elektron selalu bergerak mengelilingi pusat atom dengan lintasan tertentu. Massa proton dan neutron jauh lebih besar daripada elektron. Akan tetapi ukuran pusat atom yang terdiri atas proton dan neutron jauh lebih kecil dari pada, jari-jari lintasan elektron.
Oleh karena itu, proton den neutron merupakan pusat massa atom disebut sebagai inti atom (nukleon). Inti atom mempunyai gaya tarik. Gaya inilah yang menyebabkan elektron dapat bergerak mengelilingi inti pada lintasannya. Besar gaya tarik inti atom terhadap elektron berbeda untuk bahan yang berbeda. Karena suatu hal, elektron dapat lepas dan berpindah ke atom lain. Hal ini mengakibatkan perubahan sifat atom. Berdasarkan kenyataan ini, kita dapat membedakan atom menjadi atom netral, atom bermuatan positif, dan atom bermuatan negatif.

1. Atom netral terjadi pada atom yang mempunyai jumlah proton sama dengan elektron.
2. Atom bermuatan positif terjadi pada atom netral yang melepaskan elektron (kekurangan elektron).
3. Atom bermuatan negatif terjadi pada atom netral yang menangkap elektron (kelebihan elektron).

Dengan demikian. kita dapat menyatakan bahwa elektron bermuatan negatif. sedangkan inti atom bermuatan positif. Pada perkembangan selanjutnya. diketahui bahwa protonlah yang sebenarnya bermuatan positif, sedangkan neutron tidak bermuatan. Muatan positif dan negatif dapat juga terjadi pada bendla. Benda yang bermuatan itu disebut benda bermuatan listrik Muatan benda itulah yang disebut listrik statis.

 

"Ketika penggaris plastik digosok dengan kain wol, terjadi perpindahan elektron dari kain wol ke penggaris plastik". Hal itu terjadi karena gaya tarik inti atom plastik terhadap elektron lebih kuat dari pada gaya tarik inti atom kain. Tentu saja perpindahan tersebut, akan lebih banyak jika penggosokan yang dilakukan lebih lama. Artinya, muatan listrik penggaris plastik menjadi lebih besar. Itulah sebabnya. gaya tarik penggaris plastik menjadi lebih kuat jika digosok lebih lama. Ketika batang kaca digosok dengan kain sutra, terjadi perpindahan elektron dari batang kaca ke kain sutra. Hal itu terjadi karena gaya tarik inti atom kain terhadap elektron lebih kuat dari pada gaya tarik inti atom kaca. Tentu saja batang kaca akan makin banyak kekurangan elektron jika penggosokan dilakukan lebih lama.
Artinya, muatan listrik batang kaca menjadi lebih besar. Itulah sebabnya, gaya tarik batang kaca menjadi lebih besar. Sebenarnya, ketika terjadi perpindahan elektron dari kain wol ke penggaris plastik. kain wol menjadi kekurangan elektron (bermuatan positif). Namun. pada saat yang hampir bersamaan, terjadi perpindahan elektron dari tangan kita ke kain wol. Akibatnya, kain wol menjadi netral. Demikian juga halnya yang terjadi pada kain sutra.
Sebenarnya. ketika terjadi perpindahan elektron dari kaca ke kain sutera. kain sutera menjadi kelebihan elektron (bermuatan negatif). Namun. elektron tersebut tidak berhenti di kain sutra, tetapi terus mengalir ke tangan kita. Akibatnya, kain sutra menjadi netral. Adapun pada penggaris plastik dan batang kaca, aliran elektron seperti itu tidak terjadi. Dengan demikian. kita dapat membedakan benda menjadi dua macam, yaitu benda yang mudah dialiri elektron dan benda yang sulit dialiri elektron. Benda yang mudah dialiri elektron disebut konduktor, contohnya tubuh manusia dan benda logam. sedangkan benda yang sulit dialiri elektron disebut isolator, contohnya plastik, karet, dan kaca.

Hukum Coulomb

Interaksi antar muatan juga dapat dijelaskan dengan menggunakan elektroskop. Mula-mula, daun elektroskop netral. Ketika benda bermuatan negatif didekatkan pada tutup logam, terjadilah gaya tolak-rnenolak antar elektron pada benda dan tutup logam. Hal ini menyebabkan elektron-elektron pada tutup logam banyak mengalir ke bawah. Akibatnya, pelat logam dan daun elektroskop keduanya bermuatan negatif. Hal itu menyebabkan daun elektroskop mekar. Demikian pula yang terjadi.jika benda bermuatan positif didekatkan ke tutup logam. Daun elektroskop mekar karena pelat logam dan daun elektroskop keduanya bermuatan positif. Jadi, jika sebuah penghantar (dalam hal ini elektroskop) didekati benda bermuatan, dalam penghantar tersebut terjadi pemisahan muatan listrik. Muatan yang sejenis dengan muatan benda akan menjauh dan muatan yang berlainan jenis dengan muatan benda akan mendekat. Pemisahan muatan listrik seperti itu disebut Induksi Listrik. Peristiwa induksi listrik di elektroskop terjadi jika tutup logam kita sentuh dengan tangan.
Menguncup atau mekarnya daun elektroskop disebabkan adanya gaya interaksi antar muatan. Jika diamati dengan cermat, gaya tolak-menolak atau tarik-menarik antara dua benda bermuatan listrik berlangsung tanpa kedua benda itu bersentuhan. Hal itu menunjukkan bahwa di sekitar benda itu terdapat gaya listrik. Gaya listrik termasuk gaya tak sentuh. Ruangan di sekitar benda bermuatan listrik tempat gaya-gaya listrik bekerja disebut medan listrik. Medan listrik digambarkan dengan garis-garis gaya listrik yang berawal dari muatan positif dan berakhir pada muatan negatif.

 

Menurut Charles Augustin de Coulomb, "besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan listrik sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya". Pernyataan ini sering dikenal sebagai hukum Coulomb. Secara matematis, hukum Coulomb dapat ditulis dalam bentuk persamaan

Sebuah muatan yang diletakkan dekat dengan muatan akan terjadi interaksi antara kedua muatan tersebut. Dengan adanya interaksi dua muatan sejenis atau tak sejenis, berarti di sekitar kedua muatan terdapat medan listrik. Gaya interaksi atau gaya Coulomb per satuan muatan dinamakan kuat medan listrik dan diberi simbol E.

Satuan dari kuat medan Arah kuat medan listrik searah dengan gaya Coulomb. Aliran elektron hanya dapat terjadi dari benda yang mempunyai kandungan elektron tinggi ke benda yang mempunyai kandungan elektron rendah. Benda yang mempunyai kandungan elektron tinggi dikatakan berpotensial rendah, sedangkan benda yang mempunyai kandungan elektron rendah dikatakan mempunyai potensial tinggi. Jadi, elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi. Aliran elektron inilah yang selanjutnya menimbulkan arus listrik. Jika sebuah benda diberi muatan listrik, muatan-muatan sejenis pada benda itu akan saling menolak. Muatan-muatan itu berusaha mengambil tempat sejauh-jauhnya dari muatan sejenis yang lain. Hal itu yang menyebabkan muatan listrik pada suatu benda cenderung berada di permukaan benda itu. Kecenderungan seperti itulah yang menyebabkan permukaan runcing mempunyai potensial listrik yang tinggi jika bermuatan listrik. Permukaan runcing lebih mudah terinduksi daripada permukaan datar, setiap satu satuan muatan positif disebut potensial listrik. Potensial listrik dinyatakan dalam satuan volt (V). Satuan volt = joule/coulomb. Jadi. I joule adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan I coulomb dari satu titik ke titik lain yang memiliki beda potensial I volt. Secara matematis, pernyataan itu dapat ditulis

Potensial listrik pada suatu titik (P) yang ditimbulkan oleh sebuah muatan listrik dirumuskan.
  V = k.^q/_r
Satuan potensial listrik adalah volt atau V. Apabila titik P dipengaruhi oleh beberapa muatan potensial.

Hambatan Kawat Penghantar

Berdasarkan percobaan di atas. dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu kawat penghantar 1. Sebanding dengan panjang kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya, 2. Bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan 3. berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya. Jika panjang kawat dilambangkan ℓ, hambatan jenis ρ, dan luas penampang kawat A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat ditulis :

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

Hukum Kirchoff

Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat kita pandang sebagai aliran air sungai. Jika sungai tidak bercabang, jumlah air di setiap tempat pada sungai tersebut sama. Demikian halnya dengan arus listrik.

Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff.
Maka diperoleh persamaan :
I₁ + I₂ = I₃ + I₄ + I₅
I _masuk = I _keluar

Rangkaian Hambatan

• Rangkaian Seri

Berdasarkan hukum Ohm: V = IR, pada hambatan R₁ terdapat teganganV₁ =IR₁ dan pada hambatan R₂ terdapat tegangan V₂ = IR ₂. Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R₁ dan hambatan R_2, tegangan totalnya adalah V_AC = IR₁ + IR₂.
Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka
V_AC = IR₁ + IR₂
I R₁ = I(R₁ + R₂)
R₁ = R₁ + R₂ ; R₁ = hambatan total
Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri. Selanjutnya, R₁ ditulis R_s (R seri) sehingga R_s = R₁ + R₂ +...+R_n, dengan n = jumlah resistor. Jadi, jika beberapa buah hambatan dirangkai secara seri, nilai hambatannya bertambah besar. Akibatnya, kuat arus yang mengalir makin kecil. Hal inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara seri. Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri, nyalanya makin redup. Jika satu lampu mati (putus), lampu yang lain padam.

• Rangakaian Paralel

Mengingat hukum Ohm: I = V/R dan I = I₁+ I₂, maka

Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang), V _AB =V₁ = V₂ = V. Dengan demikian, diperoleh persamaan

Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel. Oleh karena itu, selanjutnya R_t ditulis R_p (R_p = R _paralel). Dengan demikian, diperoleh persamaan
Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel, nilai hambatan total (R_p) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R₁ dan R₂). Oleh karena itu, beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan). Jika salah satu lampu mati (putus), lampu yang lain tetap menyala.