(1) Hukum Gauss menyatakan bahwa jumlah garis gaya medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan muatan di dalam permukaan tersebut; (2) Kuat medan listrik pada pelat bermuatan sama dengan muatan dibagi permitivitas ruang hampa; (3) Kapasitor dapat menyimpan muatan listrik dan energi medan listrik, dengan kapasitansi bergantung pada luas permukaan, jarak, dan bahan pemisah.

1. LISTRIK STATIS
Anggota Kelompok:
 Dwiki Mulyawan
 Kresna Hafizh Muhaimin
 Theodore A Y F H

2. Hukum Gauss
1. Fluks Listrik
Fluks listrik adalah jumlah garis gaya medan listrik yang
menembus suatu bidang secara tegak lurus.
Ø = E . A
Dengan :
Ø = Fluks listrik (𝑁. 𝑚2. 𝐶−1)
E = Kuat Medan Listrik (𝑁𝐶−1)
A = Luas Bidang yang ditembus medan listrik 𝑚−1
Ø = E . A cos θ
Dengan:
θ = sudut antara E dengan garis normal bidang

3.  Gauss mengemukakan :
“Jumlah garis-garis listrik yang menembus suatu permukaan tertutup
sebanding dengan jumlah listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup
tersebut.”
Secara matematis hukum gauss dapat dituliskan
Ø = E . A cos θ =
𝑞 𝑖𝑛
𝜀0
Dengan:
𝑞𝑖𝑛 = 𝑞 𝑑𝑖 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 = 𝑚𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑝𝑖 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑡𝑢𝑡𝑢𝑝 𝐶
𝜀0 = permitivitas ruang hampa (8,85 x 10−12 𝐶𝑁𝑚−2)

4. 2. Kuat Medan Listrik pada Pelat Konduktor
Kuat medan listrik pada pelat bermuatan
𝐸 =
𝜎
2𝜀0
Jika pelat bermuatan positif dan pelat bermuatan negative disejajarkan
maka akan diperoleh
𝐸 =
𝜎
2𝜀0
+
𝜎
2𝜀0
=
𝜎
𝜀0

5. 3. Kuat Medan Listrik pada Bola Konduktor Berongga
𝐸𝐴 =
𝑞
𝜀0
→ 𝐸 =
𝑞
𝐴𝜀0
Karena luas permukaan bola adalah 4𝜋𝑟2 maka
𝐸 =
𝑞
4𝜋𝑟2 𝜀0
=
1
4𝜋𝜀0
𝑞
𝑟2 = 𝑘
𝑞
𝑟2
Dari gambar disamping , bagian r<R yang dimana letak permukaan gauss 1
berada di dalam permukaan bola, nilai E = 0 karena nilai q didalam bola
adalah 0
Untuk nilai E pada permukaan bola 𝐸 = 𝑘
𝑞
𝑅2
Nilai E diluar permukaan bola 𝐸 = 𝑘
𝑞
𝑟2

6. Contoh soal hukum Gauss
Sebuah bola kecil bermuatan listrik 10 μC berada
di antara keping sejajar P dan Q dengan muatan
yang berbeda jenis dengan rapat muatan 1,77 x
10-8 C/m2. Jika g = 10 m/s2 dan permitivitas
udara adalah 8,85 × 10-12 C2 /Nm 2, hitung
massa bola tersebut!
Dik:
 q = 10 μ C = 10-5 C
 σ = 1,77 x 10-8 𝐶/𝑚2
 g = 10 𝑚/𝑠2
 ε0 = 8,85 × 10−12
𝑐2
/𝑁𝑚2
Dit = m
Jawab:
𝐸 =
𝜎
𝜀0
=
1,77 . 10−8
8,85 .10−12 = 2000 𝑁𝐶−1
F = W
M g = q. E
m =
𝑞 .𝐸
𝑔
=
10−5 .2000
10
= 2 . 10−3 kg = 2 gr

7. ENERGI POTENSIAL LISTRIK DAN
POTENSIAL LISTRIK
 Energi potensial listrik
Energi potensial listrik adalah usaha yang dilakukan
gaya coulomb, untuk memindahkan muatan uji q’ dari
suatu titik ke titik lainnya.
𝑊 = ∆𝐸 𝑝 = −𝑘𝑞′
𝑞(
1
𝑟2
−
1
𝑟2
)
 Potensial Listrik
Potensial listrik adalah energi potensial per satuan
muatan penguji.
a) Potensial listrik oleh sebuah muatan titik
𝑉 =
∆𝐸 𝑝
𝑞′
= 𝑘𝑞 (
1
𝑟2
−
1
𝑟2
) 𝑉1 =
𝑘𝑞
𝑟2
𝑑𝑎𝑛 𝑉2 =
𝑘𝑞
𝑟2

8. Bentuk umum :
𝑉𝑝 =
𝑘𝑞
𝑟
Besar usaha sama dengan perubahan energi potensial, maka diperoleh :
𝑊 = 𝑞′
𝑉2 − 𝑉1 = 𝑞′
(∆𝑉)
Jika titik P dipengaruhi oleh banyak muatan, maka secara umum di tuliskan :
𝑉𝑝 = Σ𝑘
𝑞
𝑟

9.  Potensial Listrik pada Bola konduktor Berongga
𝑊𝐴⟶𝐵 = 𝐹. 𝑑𝑟 = 𝑞𝐸 . 𝑑𝑟
 Beda Potensial di Antara Dua pelat sejajar

10.  Tentukan potensial listrik pada suatu titik berjarak 1 cm
dari muatan q = 5,0 µC. Konstanta Coulomb (k)=
 Penyelesaian :
 Diketahui :
r = 1 cm =
q = 5,0 µC = 5,0 x C
 Ditanya : V?
 Jawab :

11. KAPASITOR
 Kapasitor adalah sebuah benda yang dapat menyimpan
muatan listrik. Benda ini terdiri dari dua pelat konduktor
yang dipasang berdekatan satu sama lain tapi tidak sampai
bersentuhan. Benda ini dapat menyimpan tenaga listrik
dan dapat menyalurkannya kembali, kegunaannya dapat
kamu temukan seperti pada lampu flash pada camera,
juga banyak dipakai pada papan sirkuit elektrik pada
komputer yang kamu pakai maupun pada berbagai
peralatan elektronik.

12.  Kapasitor memiliki beberapa bentuk. Untuk bentuk paling
umum yaitu keping sejajar, persamaan kapasitansi dinotasikan
dengan:
 C = Q/V
Dimana:
C = kapasitansi (F, Farad) (1 Farad = 1 Coulomb/Volt)
Q = muatan listrik (Coulomb)
V = beda potensial (Volt)

13.  Nilai kapasitansi tidak selalu bergantung pada nilai Q dan V. Besar nilai kapasitansi bergantung pada
ukuran, bentuk dan posisi kedua keping serta jenis material pemisahnya (insulator). Nilai usaha dapat
berupa positif atau negatif tergantung arah gaya terhadap perpindahannya. Untuk jenis keping sejajar
dimana keping sejajar memiliki luasan [A] dan dipisahkan dengan jarak [d], dapat dinotasikan dengan
rumus:
 Dimana:
 A = luasan penampang keping (m2)
 d = jarak antar keping (m)
 = permitivitas bahan penyekat (C^2/Nm^2)

14.  Jika antara kedua keping hanya ada udara atau vakum (tidak terdapat bahan
penyekat), maka nilai permitivitasnya dipakai
 Muatan sebelum disisipkan bahan penyekat (Q0) sama dengan muatan setelah
disisipkan bahan penyekat (Qb), sesuai prinsip bahwa muatan bersifat kekal. Beda
potensialnya dinotasikan dengan rumus:
 Q0 = Qb
 Kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Besar energi [W] yang
tersimpan pada dapat dicari menggunakan rumus:
 W = ½ Q^2/C = ½ QV = ½ CV^2
Dimana W= jumlah energi yang tersimpan dalam kapasitor (Joule)

15.  Dua kapasitor atau lebih dapat disusun secara seri maupun
paralel dalam satu rangkaian listrik. Rangkaian seri
memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan rangkaian
paralel. Berikut diberikan tabel sifat-sifatnya pada
rangkaian seri dan paralel.

16.  Tiga kapasitor identik, dengan kapasitas 3 µF masing-masing,
dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V dalam suatu rangkaian
seperti pada gambar di samping. Beda potensial antara titik Y dan Z
adalah ….
 (A) 9 V
(B) 8 V
(C) 4 V
(D) 3 V
(E) nol
.

17.  SOLUSI:
 Untuk bentuk kombinasi, kapasitansi ekivalen merupakan nilai gabungan antara beberapa
kapasitor yang disusun seri ataupun paralel atau biasa kita kenal dengan total kapasitansi. Dari
soal diatas, pertama-tama kita tentukan kapasitansi ekivalen atau total kapasitansinya dahulu.

18.  Muatan pada masing-masing keping kapasitor ekivalen (total) pada soal diatas adalah:
 Ini adalah besar muatan pada masing-masing keping semula.
 Beda potensial antara titik Y dan Z yakni pada C3 adalah: