Bab 1 membahas tentang atom, muatan listrik, dan hukum Coulomb. Atom terdiri dari inti dan elektron, proton bermuatan positif dan elektron negatif. Muatan listrik ditemukan pada batu ambar dan mengikuti hukum Coulomb tentang gaya antara muatan.
2. Atom
Atom adalah bagian terkecil dari suatu
unsur yang tidak dapat dipecahkan lagi.
Atom tersusun atas inti atom (yang
tersusun atas neutron dan proton) serta
elektron-elektron yang mengelilingi inti
atom padalintasan orbit tertentu.
Neutron bermuatan netral.
Proton bermuatan positif.
Elektron bermuatan negatif.
3. Muatan Listrik
Muatan listrik pertama kali ditemukan oleh
seorang filsuf Yunani bernama Thales (1600).
Ia menemukan batu mirip kaca berwarna
kuning yang terbuat dari getah pohon cemara
jaman purba yang tertimbun di dalam tanah
selama ribuan tahun yang dikenal dengan
batu ambar.
Ia menggosok batu itu dengan baujunya yang
terbuat dari kain wol. Setelah itu batu tersebut
dapat menarik serbuk kayu dan benda-benda
ringan lainnya ketika didekatkan.
4. Tahun 1733, Charles Francois de Cisternay
Du Fay mempublikasikan penemuannya
mengenai dua jenis muatan listrik. Muatan
listrik sejenis tolak-menolak, sedangkan
muatan listrik tidak sejenis tarik-menarik.
Setelah itu penemuannya dilanjutkan oleh
Van Musschenbroek yang menemukan
adanya kejutan listrik dan Benjamin Franklin
(1752) yang menemukan bahwa kilat adalah
sejenis listrik.
5. Penemuan tersebut dilanjutkan oleh Joseph
Priestley (1767) yang menduga bahwa gaya
antara muatan-muatan listrik mengikuti hukum
inversi kuadrat.
Penemuan tersebut diperkuat oleh Charles
Augustin de Coulomb di Perancis (1785) yang
menemukan hubungan inversi kuadrat untuk
muatan listrik yang dikenal dengan Hukum
Coulomb.
6.
7.
8. Macam-macam bahan penghantar
listrik
Konduktor: bahan yang mampu dilewati oleh
elektron-elektron.
Contoh: perak, aluminium, tembaga, besi,
karbon.
Isolator: bahan yang sulit dilewati oleh
elektron-elektron.
Contoh: plastik, kaca, karet dan gabus.
Semi-Konduktor: bahan yang sifatnya di
antara konduktor dan isolator.
Contoh: silikon dan germanium.
9. Interaksi Eletrostatis
Muatan listrik sejenis jika didekatkan
akan tolak-menolak.
Muatan listrik berbeda jenis jika
didekatkan akan tarik-menarik.
10. Jika suatu benda bermuatan digosokkan
dengan benda lain akan terjadi
perpindahan elektron.
Benda yang mengalami kekurangan
elektron akan bermuatan positif.
Sedangkan benda yang mengalami
kelebihan elektron akan bermuatan
negatif.
11. Hukum Coulomb
Fisikawan Perancis, Charles Augustin de
Coulomb (1736 – 1806), melakukan
penelitian untuk menyelidiki hubungan antara
dua buah muatan listrik, jarak antara kedua
buah muatan dan besar gaya listrik yang
ditimbulkan.
Ia menemukan bahwa:
“Besar gaya tarik-menarik atau tolak-
menolak antara benda bermuatan listrik
berbanding lurus dengan besar masing-
masing muatan tersebut dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara
keduanya.”
12. Secara matematis hukum Coulomb
dinyatakan dengan:
dimana: F = gaya Coulomb / gaya listrik
(Newton)
k = tetapan perbandingan (N.m2/C2)
Q = muatan listrik (Coulomb)
r = jarak antara kedua muatan listrik
(meter)
r
QQ ..k
F 2
11
13. Elektroskop
Elektroskop adalah alat yang digunakan
untuk mengetahui jenis muatan listrik suatu
benda dan untuk menyelidiki apakah sebuah
benda tergolong isolator atau konduktor.
14. Medan listrik
Medan listrik adalah daerah di sekitar suatu
benda bermuatan listrik di mana benda
bermuatan listrik lain yang berada di
ruangannya akan mengalami gaya listrik.
Kuat medan listrik adalah besar kecilnya
gaya yang dialami oleh satu satuan muatan
listrik yang diletakkan di titik tertentu dalam
medan listrik.
15. Secara matematis kuat medan listrik
dirumuskan dengan:
atau
dimana: E = kuat medan listrik (N/C)
F = gaya Coulomb (N)
k = tetapan perbandingan (9 x 109
N.m2/C2)
Q = muatan listrik yang menjadi
sumber (C)
q = muatan listrik yang berada di dalam
medan listrik (C)
q
F
E
r
Q
.kE 2
16. Energi Potensial dan Potential Listrik
Energi potensial listrik: energi potensial
yang dimiliki oleh benda karena berada di
dalam medan listrik.
Beda potensial listrik / tegangan listrik:
energi potensial listrik yang dibutuhkan oleh
tiap satu satuan muatan listrik untuk
berpindah dari satu titik ke titik lainnya dalam
medan listrik.
17. Secara matematis beda potensial listrik
dirumuskan dengan:
atau
dimana: V = beda potensial listrik (Volt)
E = kuat medan listrik (N/C)
k = tetapan perbandingan (9 x 109
N.m2/C2)
Q = muatan listrik yang menjadi sumber
(C)
q = muatan listrik yang berada di dalam
medan listrik (C)
r = jarak antara kedua muatan listrik (m)
q
E
V
r
Q
.kV
