Dokumen ini membahas tentang listrik statis dan medan listrik. Secara singkat, dokumen ini menjelaskan tentang (1) penjelasan fenomena listrik statis seperti menggesekkan kain dengan batang kaca, (2) dua jenis muatan listrik yaitu positif dan negatif, dan (3) hukum Coulomb yang menjelaskan besarnya gaya antara dua muatan listrik.

1. Disusun oleh Jamari, S.Pd.
Listrik Statis
Sumber Gambar : site:
gurumuda.files.wordpress.com
Sumber Gambar Fisika SMK Teknologi,
Direektorat SMK

2. Adaptif
Hal.: 2 Penomena listrik statis
Terjadinya Listrik Statis
Contoh penomena
listrik statis
Batang karet keras, batang kaca,
atau penggaris plastik, digosok
dengan sepotong kain
menyisir rambut
Kering dengan sisir
plastik
menyetrika baju nilon
dll

3. Adaptif
Muatan Listrik
 Benda yang digosok dengan benda lain sehingga menimbulkan
listrik statis disebut benda tersebut bermuatan listrik
Hal.: 3 Gejala Listrik Statis
Kedua penggaris yang di
dekatkan saling tolak menolak
Dua penggaris plastik dan batang kaca dimuati dengan cara masing-masing
digosok dengan kain (wol ).
Sumber Gambar Modul Listrik Statis,
Direktorat Pendidikan Menengah
Kejuruan

4. Adaptif
Muatan Listrik
Hal.: 4 Gejala Muatan Listrik
Kedua batang kaca yang di
dekatkan saling tolak menolak
Penggaris plastik ditarik oleh
batang kaca yang di dekatkan

5. Adaptif
Muatan Listrik
Hal.: 5 Jenis muatan listrik
Ternyata setiap benda yang ditarik oleh kaca maka ditolak
oleh penggaris pelastik
setiap benda yang ditolak oleh kaca maka ditarik oleh
penggaris pelastik
Franklin memilih muatan pada batang kaca yang digosok adalah
muatan positif, sedangkan muatan pada penggaris plastik yang
digosok adalah muatan negatif. Sampai sekarang kita masih
mengikuti perjanjian ini
Penomena ini
menunjukkan bahwa
terdapat dua muatan
listrik statis
Muatan
negatif (-)
Muatan
positif (+)

6. Adaptif
Muatan Listrik
Hal.: 6 Muatan Listrik
Muatan listrik
Dilambangkan dengan Q atau q
Memiliki satuan Coulomb (C)
muatan listrik elektron,
Q = -1,6 x 10 -19 C
muatan listrik proton,
Q = +1,6 x 10 -19 C
Muatan listrik elementer adalah
1,6 x 10 -19 C

7. Adaptif
Hukum Coulomb
Hal.: 7 Hukum Coulomb kls XII
F12 = Gaya pada muatan 1 oleh muatan 2 ( Newton )
F 21 = Gaya pada muatan 2 oleh muatan 1 (Newton )
r = jarak antara dua muatan 1 dan muatan 2
(meter )
k = tetapan perbandingan, disebut dengan
tetapan Hukum Coulomb.
Nilainya tergantung pada medium di
dimana benda bermuatan berada
k Untuk ruang hampa atau udara,
Nilai k = 9,0 x 109 Nm2 / C2

8. Adaptif
Hukum Coulomb
Hal.: 8 Hukum Coulomb
Nilai k (tetapan ) selain udara atau ruang hampa

4
1

k
o
K 
 .

 = permitivitas suatu medium
K = tetapan dielektrik
Untuk udara atau ruang hampa
K = 1
o = permitivitas udara atau
ruang hampa
o = 8.854 187 82 · 10-12 C/vm

9. Adaptif
Hukum Coulomb
Hal.: 9 Hukum Coulomb
= F
F

4
1

k o
K 
 .

K
F
r
xq
q
x
K
k
F
udara
di
medium
suatu 
 2
2
1

10. Adaptif
Hukum Coulomb
Hal.: 10 Hukum Coulomb
Contoh soal
Di udara terdapat dua buah muatan 10 μC dan 40 μC terpisah dalam
jarak 20 cm
a. berapakah besar gaya interaksi kedua muatan tersebut.
b. Apabila kedua muatan ditempatkan di suatu medium yang
konstanta dielektrikumnya 3. Berapakah gaya yang dialami
oleh muatan 40 μC ?

11. Adaptif
Hukum Coulomb
Hal.: 11 Hukum Coulomb
Penyelesaian : a. besarnya gaya interaksi kedua
muatan adalah

12. Adaptif
Hukum Coulomb
Hal.: 12 Hukum Coulomb
b.
= 30 N

13. Adaptif
The electric field
 Medan listrik digunakan untuk menggambarkan keadaan daerah atau
ruang di sekitar benda yang bermuatan listrik dimana setiap benda
lain yang bermuatan bila ditempatkan pada ruang tersebut maka
benda tersebut mengalami gaya listrik statis.
Hal.: 13 Medan Listrik di sekitar muatan
A convenient way of
visualizing electric field
patterns is to draw lines
that follow the same
direction as the electric
field vector at any point.
These lines, called electric
field lines

14. Adaptif
Medan Listrik E
Hal.: 14 The magnitude of the electric field
Kerapatan Jumlah garis
medan listrik yang
menembus setiap
satuan luas permukaan
menunjukkan kuat
lemahnya medan listrik
di daerah tersebut.
Sumber : Halliday-Resnick-Walker
E
Electric field lines penetrating two
surfaces. The magnitude of the
field is greater on surface A than
on surface B

15. Adaptif
Kuat Medan Listrik
Hal.: 15 Kuat Medan Listrik
Kuat medan listrik E di suatu titik didefinisikan dengan gaya
listrik statis yang bekerja pada muatan listrik uji +1 Coulomb
yang diletakkan pada titik tersebut.
.
E
q
F
E 
kuat medan
listrik
Termasuk
besaran
vektor
Memiliki arah
Memiliki nilai
atau besar
q = muatan listrik yg mengalami
gaya listrik statis ( Coulomb)
F = Gaya listrik statis pada
muatan q ( Newton)
E = kuat medan listrik

16. Adaptif
Arah Kuat Medan Listrik
Hal.: 16 Arah kuat medan listrik
E
A
.
+
E
B
.
Arah Kuat Medan Listrik searah dan
berhimpit dengan gaya listrik statis
yang dialami oleh partikel yang
bermuatan listrik positif.

17. Adaptif
Medan listrik di sekitar muatan listrik
negatif
Hal.: 17 Arah kuat medan listrik
E
A
.
-
E
B
.

18. Adaptif
Medan listrik di sekitar dua muatan
listrik
Hal.: 18 Medan Listrik
Di titik C tidak ada
medan listrik

19. Adaptif
Medan listrik di sekitar dua muatan
listrik
Hal.: 19 Medan Listrik
Kuat medan
listrik yang paling
besar terletak di
antara muatan
listrik

20. Adaptif
Nilai Kuat Medan Listrik
 Kuat medan listrik di suatu titik, misalkan titik A, yang berjarak r dari
partikel yang bermuatan listrik Q
Hal.: 20 Kuat Medan Listrik di sekitar muatan titik
E
r .
+
Q
Untuk menentuan kuat medan listrik
di titik A kita kita tempatkan muatan
listrik uji q di titik A tersebut.
A
E =
F
q
E =
F
q
2
r
qxQ
k
=
q
= k
Q
r 2
E = k
Q
r 2

21. Adaptif
Electric Flux ()
Hal.: 21 Fluks Listrik
 = E x A
Sumber : Haliday Resnick, 745
Garis-garis medan yang
menggambarkan suatu medan
listrik (E) yang homogen
(serba sama) menembus
suatu permukaan A yang
saling tegak lurus dengan
medan tersebut.
Luas permukaan = A
Fluks listrik  yang melalui
permukaan ini adalah hasil
kali E dan A

22. Adaptif
Electric Flux
Hal.: 22 Fluks Listrik
Sumber : Haliday Resnick, 745
Bila permukaan
A membentuk
sudut  dengan
medan listrik:
 = E x A cos 

23. Adaptif
Gauss’s Law
Hal.: 23 Hukum Gaus
Karl Friedrich Gauss
(1777–1866)
Fluks listrik yang melalui
sembarang permukaan
tertutup dimana melingkupi
sebuah muatan listrik q, di
tunjukkan dengan q/o
o
Q

 

24. Adaptif
Gauss’s Law
Hal.: 24 Hukum Gaus
0


Fluks listrik () yang melalui
suatu permukaan tertutup
dimana di dalam permukaan
tersebut tidak terdapat
muatan listrik adalah nol

25. Adaptif
Hukum Gaus
Hal.: 25 Hukum gaus
Jika E tegak lurus dengan bidang A, maka
 = E x A  =
Q
o
E x A =
Q
o
=

o
E
E =
A
Q
o
Q = muatan yang dilingkupi
permukaan tertutup (C)
 = rapat muatan ( C/m2 )
o = permitivitas udara atau ruang hampa
= 8,85 x 10-12 C2 N-1m-2