Tugas Fisika Bab 2 Semester 1 Listrik Statis Kelompok 2 Kelas 12 Mipa 6 SMAN 7 Tangerang

1. Listrik Statis
Kelompok 2 :
1) Astri Mandya L
2) Azahra Salsabil
3) Debora Patricia
4) Pramitha Salsabila
5) Puti Tasya Amelia

2. LISTRIK STATIS
Listrik statis disebut juga elektro statika. Listrik statis
mempelajari muatan listrik yang diam pada suatu benda.
Cirinya medan listrik tetap tidak berubah terhadap waktu
Energi Potensial Listrik
Potensial Listrik
Kapasitor

3. Energi Potensial Listrik adalah usaha yang dilakukan gaya
Coulomb, untuk memindahkan muatan uji +q dari suatu titik ke titik
lainnya.
Konsep energi potensial listrik, mirip dengan konsep energi
potensial garavitasi. Untuk itu kita akan menurunkan rumus energi
potensial listrik sebagai berikut :
Jika titik Q, berada di jauh tak terhingga,sehingga R2 = ∞ dan
1/R2 = 0 maka energi potensial listrik dapat dirumuskan. Energi Potensial
Listrik dari dua muatan Q dan q’ adalah :
𝐸𝑝 =
𝑘𝑄𝑞′
𝑟
(EP termasuk besaran skalar)
Ep = Energi Potensial Listrik (J)
k (konstanta) = 9x109
N𝐶−2
𝑚2
r = jarak (m)
Q = muatan sumber
q’ = muatan uji (Coulomb)
Energi Potensial Listrik

4. Usaha yang dilakukan gaya (Fw),
untuk memindahkan muatan penguji
+q’, dari titik P ke Titik Q adalah W =
-Fw menjadi S = -Fw menjadi Δr = -F
(r2-r1)
W adalah besaran skalar, gaya F
diberi tanda (-) negatif karena gaya
Coulomb berlawanan arah dengan arah
perpindahah Fw = Fq = gaya
Coulomb.
𝑊 =
−𝑘𝑄𝑞′
𝑅1𝑥𝑅2 (𝑅2 − 𝑅1)
𝑊 = −𝑘 𝑄 𝑞′
(
1
𝑅2
−
1
𝑅1
)
W = ∆Ep = Ep2 – Ep1
Jadi usaha yang dilakukan W sama
dengan pertambahan energi Potensial.

5. Potensial listrik didefinisikan sebagai energi
potensial listrik per satuan muatan listrik. Misalkan
ketika berada pada titik a, muatan q mempunyai energi
potensial listrik sebesar Epa , maka potensial listrik
pada titik a dirumuskan sebagai berikut :
Va =
𝐸𝑝𝑎
𝑞′
= 𝑘
𝑞
𝑟
Potensial Listrik

6. 1. Potensial Listrik pada Bola Konduktor Berongga
Potensi listrik di dalam bola konduktor berongga sama dengan
potensi listrik di permukaan bola tersebut. Oleh karena potensial di
seluruh ruangan dalam bola konduktor berongga sama, dapat dikatakan
bahwa bidang di dalam bola adalah bidang ekipotensial. Bidang
ekipotensial adalah bidang yang setiap titik pada bidang tersebut
memiliki potensial listrik sama.
O Kuat medan di dalam bola (r < R)
E = 0
O Potensial listrik di dalam bola (r < R)
V = k
q
R
O Kuat medan listrik di luar bola (r > R)
V = k
q
r2
O Potensial listrik di dalam bola (r > R)
V = k
q
𝑟

7. 2. Beda Potensial di antara Dua Pelat Sejajar
V = E x d atau V =
𝑄 𝑥 𝑑
𝐴𝜀0
dengan d jarak antara dua keping (m)
3. Hukum Kekekalan Energi Mekanik dalam Medan Listrik
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
qV1 +
1
2
mv12 = qV2 +
1
2
mv22

8. Kapasitor

9. Kapasitor pada umumnya terdiri dari dua keping sejajar yang
diletakkan berdekatan tetapi tidak saling bersentuhan.
Rumusan kapasitor tanpa bahan penyekat:
Co = 𝐸o
𝐴
𝑑
Jika ada bahan penyekat/dielektrik:
C = kEo
𝐴
𝑑
Keterangan:
Co = kapasitas kapasitor tanpa bahan elektrik (F)
A = luas penampang pelat (𝑚2
)
d = jarak antar pelat sejajar (m)
C = kapasitas kapasitor dengan bahan elektrik (F)
k = konstanta dielektrik
Eo = permitivitas ruang hampa (8,85 𝑥 10−12
𝐶2
𝑁−1
𝑚−2
)

10. Rangkaian Kapasitor
1. Rangkaian Seri
Tujuan merangkai seri kapasitor
adalah untuk mendapatkan
kapasitas kapasitor yang lebih
kecil sesuai dengan kebutuhan.
2. Rangkaian Paralel
Tujuan merangkai paralel
kapasitor adalah untuk
mendapatkan kapasitas
kapasitor yang lebih besar
sesuai dengan kebutuhan.

11. Contoh Soal
Bola kecil bermuatan +2 μC , -2 μC , 3 μC , dan -6 μC diletakkan di
titik-titik sudut sebuah persegi yang mempunyai panjang diagonal 0,2 m. Hitung
potensial listrik di titik pusat persegi!
Diketahui: Ditanya:
q1 = +2 μC = 2 × 10-6 C VP = ... ?
q2 = -2 μC = -2 × 10-6 C
q3= 3 μC = 3 × 10-6 C
q4 = -6 μC = -6 × 10-6 C
r = ½ (2×10-1) = 10-1 m
Jawab:
𝑉𝑝 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 + 𝑉4
𝑉𝑝 =
𝑘
𝑟
𝑞1 + 𝑞2 + 𝑞3 + 𝑞4
𝑉𝑝 =
9 𝑥 109
10−1 (2 − 2 + 3 − 6)10−6
𝑉𝑝 = 9𝑥1010 −3𝑥10−6
𝑉𝑝 = −27𝑥104
𝑉𝑜𝑙𝑡

12. Besarnya muatan pada kapasitor C5 adalah...
Pembahasan:
Menentukan muatan di C5 harus
menentukan Qtotal dari Ctotal
• Menentukan Cs1:
1
𝐶𝑠1
=
1
𝐶2
+
1
𝐶3
=
1
6
+
1
3
𝐶𝑠1 =
6
3
= 2
• Menentukan Cs2:
1
𝐶𝑠2
=
1
𝐶4
+
1
𝐶5
=
1
12
+
1
6
=
3
12
𝐶𝑠2 =
12
3
= 4
• Menentukan Cp
𝐶𝑝 = 𝐶𝑠1 + 𝐶𝑠2 = 2 + 4 = 6
• Menentukan Ctotal (C1 dengan Cp)
1
𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
1
𝐶1
+
1
𝐶𝑝
=
1
6
+
1
6
𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
6
2
= 3
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙. 𝑉 = 3 𝑥 12 = 36
𝑄5 =
𝐶𝑠2
𝐶𝑝
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
4
6
𝑥 36 = 24