Electrostatic Field in Matter

  • 925 views
Uploaded on

 

More in: Technology , Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
925
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2

Actions

Shares
Downloads
0
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. ELECTROSTATIC FIELD IN MATTER BY : SEPTIKO AJI
  • 2. POLARISASIDielectric Bahan ditinjau dari sifat kelistriknya dapat dikelompokkan sebagai bahan isolator/dielektrik, semikonduktor, dan konduktor Bahan dielektrik Bahan dielektrik ada dua jenis, yakni polar dan non- polarAtom yang terpolarisasi memiliki momen dipole listrik Molekul dielektrik polar berarti bahwa molekul dielektrik tersebut dalam keadaan tanpa medan listrik, antara elektron dan intinya telah membentuk dipole Molekul dielektrik non-polar ketika tidak ada medan listrik anatara elektron dan inti tidak tampak sebagai dua muatan terpisah.
  • 3. POLARISASIInduced dipole Atom yang berada didalam medan seragam, inti atom terdorong searah E dan elektron akan bergeser berlawanan arah medan E (gambar 4.1 & 4.2) Jika medannya tidak terlalu kuat maka akan terjadi kesetimbangan (equalibrum) antara medan luar dan medan akibat induksi sehingga atom akan terkutub (terpolarisasi) Atom yang terpolarisasi memiliki momen dipole listrik p  E   Polarisabilitas
  • 4.  Karena pengaruh gerak random termal, tidak semua momen dipole mengalami pensejajaran, secara mikroskopis, P dp p   Pd d atau Apabila medan luar terlalu besar, maka akan menyebabkan terjadinya ionisasi. Jika medan listrik (E) pada arah sembarangan, maka medan p    E    ||E|| dalam komponen sejajar dan tegak itu dinyatakan lurus, sehingga p x   xxE x   xyE y|   xxE z| Untuk molekul yang simetris, maka p   E  E  E y yx x yy y| xy z|  ij  polarisability tensor p z   zx E x   zy E y|   zz E z|
  • 5. POLARISASIAlignment of Polar Molecules Molekuler Polar adalah momen dipole permanen meskipun tidak berada dalam mendan E, sebagai contoh (gambar 4.4 ) Jika molekul polar berada di medan listrik seragam, maka kedua muatan akan mendapatkan gaya coluomb F=qE, dan membentuk torsi:  s   s   N  (r  F )  (r  F )     (qE)      (qE)  qs  E  2    2   N  pE Torsi yang dihasilkan sebuah momen dipole dinyatakan
  • 6. THE FIELD OF A POLARIZED OBJECTBound Charge Dipole tunggal besar potensialnya adalah 1 r p ˆ V 4 o r 2 setiap elemen volume terdapat  Pd p , maka 1 pr ˆ V 4 o  r 2 d ˆ dengan mengingat 1      r sehingga : r r2 1 1 4 o  V p   d r
  • 7.  Dengan menggunakan aturan ( fA)  f (  A)  A(f ) didapat  1  V 1  1     r P d   r   Pd   4 o     Dengan teorema divergensi V )d   V  da ( 1   P ; volume surface r  pada suku pertama sebagai V maka 1 1    r  4 o  r   P d 1 1 V P   da  4 o  1 (P  n ) ˆ  r   P d 1 1 V 4 o  r da  4 o suku pertama muatan berdistribusi permukaan dan suku kedua portensial listrik berdistribusi volume, sehingga; 1 1 1 1 V 4 o  r  b da  4 o  r b d
  • 8. THE ELECTRIC DISPLACEMENTGauss’s Law in the Presence of Dielectrics Muatan total didalam bahan   b   f  sehingga hukum Gauss dalam bahan dielektrik dapat ditulis menjadi,  o  E     b   f    P   f ( o E  P)   f atau D   f dalam bentuk integral  D  da  Q fc dim ana D  ε o E  P Qf D disebut medan pergeseran listrik dan sebagai c sumber medan pergesaran listrik, yaitu muatan bebas total yang berada didalam volume.
  • 9. LINEAR DIELECTRICSSusceptibility, Permittivity, Dielectric Constant Polarisasi sebanding dengan medan listrik luar untuk medan yang tidak terlalu besar P  εoχ e E χ e = suseptibilitas listrik dari medium Medan listrik dalam bahan dielektrik; D  ε o E  P  ε o E  ε o χ e E  ε o (1  χ e )E D  εE dimanaε disebut permitivitas bahan. Di dalam vakum tidak ada εo bahan yang terpolarisasi, sehingga suseptibilatasnya nol dan permitiviatasnya
  • 10. LINEAR DIELECTRICSEnergy in Dielectric Systems 1 Kerja yang terjadi di dalam kapasitor  CV 2 W 2 Jika kapasitor diisi bahan dielektrik  KCo C Energi yang tersimpan di dalam sistem elektrostatistika o 2 W   E d 2 o 1 2 W KE 2 d   D  Ed (kapasitor berisi dielektrik) 2  f Jika sebuah dielektrik dimasukkan ke dalam kapasitor maka akan terjadi penambahan muatan , maka kerja yang dibutuhkan untuk pengisian muatan bebas W   ( f )Vd
  • 11. LINEAR DIELECTRICSEnergy in Dielectric SystemsKarena   D   f maka  f    (D) sehingga W   (  (D))VdDengan menggunakan( fA)  f (  A)  A(f )  maka   (DV)    (D) V  D  (V ) W     (Dv)d  (Dv)  Ed  fMaka kerja untuk mengisi muatan sebesar W   (D)  EdBila bahan pengisi kapasitor adalah bahan dielektrik linear, D  εE yang berlaku maka 1 1 (D  E)  (εε 2 )  ε(E)  E  (D)  E 2 2
  • 12. LINEAR DIELECTRICSEnergy in Dielectric SystemsSehingga W   1  D  Ed     2 Kerja total W  1 D  Ed 2
  • 13. THANK YOU SO MUCH