Modul Listrik statis

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
KELAS : XII / SEMESTER : I
APERSEPSI SK/KD MATERI PENGAMATAN EVALUASI PENYUSUN
SKIP

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Fisika kelas XII Semester I

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
APERSEPSIAPERSEPSI
Beberapa tahun yang lalu di pulau Lombok
tiga orang petani yang sedang berada di
sawahnya meninggal dengan badan penuh
dengan luka bakar ketika petir menyambar
mereka. Di kongo tahun 1999. semua pemain
sepakbola yang bermain ketika hujan lebat
meninggal dunia akibat terkena petir. Apa
penyebab timbulnya petir? Bagaimana sikap
dan tindakan kita bila terjadi petir?
APERSEPSI

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Lalu Gede Sudarman, S.Pd.
N I P. : 19860316 201001 1 009
Pangkat, Golongan : Penata Muda Tk. I , III/B
Tempat, Tanggal Lahir : Lombok Timur, 16 Maret 1986
Alamat Rumah : Kp Pedaleman RT 01 / RW 01 Lendang
Nangka Lombok Timur NTB (83661)
No. Hp : 08179612300
E-Mail : lalu_ghedhe@yahoo.co.id
Facebook : Lalu Gede Sudarman
Twitter : @lalugede
Instansi Kerja : SMKN 1 Maluk Kec. Maluk KSB
Alamat Kantor : Jl. Raya Benete-Maluk Kec. Maluk KSB
PENYUSUNPENYUSUN
PENYUSUN

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
STANDAR KOMPETENSI
KOMPETENSI DASAR
1. Membedakan konsep Listrik Statis dan Dinamis
2. Menjelaskan penerapan Listrik Statis dan Dinamis
Menginterpretasikan Listrik Statis dan Dinamis
SK/KD

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Kata listrik (electricity) berasal dari bahasa
yunani, electron, yang berarti “amber”.
Gejala listrik telah diselidiki sejak tahun
200 SM oleh Thales. Dia melakukan perco-
baan dengan menggosok-gosokkan batu
amber pada sepotong kain wol atau bulu
halus dan diletakkan didekat benda
ringan seperti bulu ayam. Ternyata
bulu ayam tersebut akan terbang dan
menempel pada batu amber.
Sehingga, dapat dikatakan bahwa batu
amber menjadi bermuatan listrik.
MATERIMATERI

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Muatan listrik petama kali diperkenalkan
Oleh fisikawan Benjamin Franklin
(1706-1790). Dengan menggunakan botol
leyden ia menerbangkan layang-layang
ketika banyak terjadi kilat.
Melalui tali layang-layang yang
dilapisi logam ia berhasil
mengalirkan muatan ke dalam
botol tersebut.
Muatan ListrikMuatan Listrik

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Muatan Listrik adalah pembawa sifat kelistrikan suatu benda.
Muatan listrik suatu benda terjadi karena susunan partikel benda
yang terdiri dari molekul-molekul dan atom, yang didalamnya
terdapat proton (+) dan elektron (-) serta satu partikel yang tidak
bermuatan yang disebut netron.
Berdasarkan muatannya benda dibagi menjadi 3 jenis:
1. Benda Netral adalah benda yang jumlah elektron (-) dan proton
(+) dalam atom-atom benda tersebut jumlahnya sama.
2. Benda Bermuatan positif adalah benda yang jumlah elektron (-)
lebih sedikit dari proton (+).
3. Benda Bermuatan negatif adalah benda yang jumlah elektron (-)
lebih banyak dari proton (+).

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Interaksi muatan-muatan listrik
1. Jika muatan yang sejenis didekatkan maka keduanya
akan tolak-menolak.
2. Jika muatan yang berlawanan jenis didekatkan maka
keduanya akan tarik-menarik.

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Hukum CoulombHukum Coulomb
Pada tahun 1785, seorang fisikawan Prancis
Bernama Charles Augustin Coulomb melaku-
kan penelitian mengenai Gaya yang ditimbu-
lkan oleh dua benda yang bermuatan Listrik.
Coulomb menyatakan bahwa”besar gaya
tolak atau Gaya tarik antara dua muatan listrik sebanding
dengan Besar muatan-muatannya dan berbanding terbalik
Dengan Kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut”. Teori
ini Disebut dengan Hukum Coulomb.
Gaya tarik dan gaya tolak dua muatan listrik dinamakan
Gaya Coulomb.

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Secara matematis Hukum Coulomb dapat ditulis dengan
Persamaan:
Dengan:
F = Gaya Coulomb (N)
QA dan QB = muatan masing-masing benda (C)
r = jarak kedua muatan yang berinteraksi (m)
o = permitivitas ruang hampa (8,85.10-12 C2 N-1m-2)
k = Konstanta Coulomb ( )
2
0
.
4
1
r
QQ
F BA
atau
29
4
1
1090
CNm.k 2

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Arah Gaya Coulomb antara Dua Muatan
Jika kedua muatan merupakan muatan sejenis maka gaya yang
Bekerja bersifat tolak –menolak. Dan jika kedua muatan mem
Punyai tanda yang berlawanan , gaya yang bekerja bersifat
Tarik-menarik.

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Contoh soal 1:
Dua benda bermuatan masing-masing 6μC dan -4 μC terpisah
Sejauh 30 cm. berapakah besar gaya Coulomb yang terjadi jika
kedua muatan berinteraksi di ruang hampa. (k=9.109 N.m2/C2)
Penyelesaian
Diketahui: QA = 6μC = 6.10-6C ; QA = -4μC = -4.10-6C
r = 30 cm = 0,3 m ; k = 9.109 N.m2/C2
Ditanyakan: FAB = ……………..?
Jawab :

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Contoh soal 2:
Gaya Coulomb yang timbul antara dua muatan + 0,1 C dan +0,4 C
Adalah 9 X 109 N. Berapakah jarak kedua muatan tersebut ?
Penyelesaian
Diketahui : Q1 = +0,1 C ; Q2 = +0,4 C
k = 9 X 109 Nm2/C2 ; F = 9 X 109 N
Ditanya : r = ………………..?
Jawab :
= 9 X 109 Nm2/C2
r 2 = 0,04 r = 0,2 m = 20 cm
Jadi jarak kedua muatan adalah 20 cm
2
.
r
QQ
kF BA
F
QQ
kr BA.2
N
CC
9
109
4,01,0

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Medan ListrikMedan Listrik
Jika suatu muatan listrik q didekatkan pada muatan sumber Q,
muatan listrik q akan mengalami gaya dari muatan listrik
sumber Q. peristiwa ini menunjukkan bahwa disekitar muatan
Q terdapat medan listrik.
Jadi, medan listrik adalah ruangan di sekitar suatu muatan
listrik, dimana jika benda bermuatan listrik lain diletakkan
dalam ruang tersebut akan mengalami gaya listrik (gaya
Coulomb).
Medan Listrik merupakan besaran vektor sehingga tanda
positif (+) atau Negatif (-) pada medan listrik hanya
menunjukkan arah medan listrik ( tidak masuk kedalam
perhitungan)

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
1. Arah Medan Listrik (Garis Gaya Listrik)
Arah medan listrik menjauhi muatan positif dan mendekati
muatan negatif.
a. Muatan positif Menjauhi muatan (keluar)
b. Muatan negatif Menuju muatan (masuk)
c. Garis gaya listrik pada muatan sejenis akan tolak menolak
d. Garis gaya listrik pada muatan yang tidak sejenis akan tarik-
menarik
(a) (b) (c) (d)

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
2. Kuat medan listrik ( E )
Kuat medan listrik didefinisikan sebagai besar gaya elektrostatik
persatuan muatan dititik itu. Maka:
Dengan:
E = Kuat medan listrik (N/c)
F = Gaya Coulomb (N)
q = Muatan Uji (C)
Q = muatan Sumber (C)
r = jarak muatan uji terhadap muatan sumber (m)
k = Konstanta Coulomb ( )
q
F
E
q
x
r
qQ
kE
1.
2 2
r
Q
kE
29
4
1
1090
CNm.k 2

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Contoh soal :
Sebuah muatan uji positif berada pada jarak 2 cm dari sebuah
muatan sumber sebesar -12 C. jika k = 9.109Nm2/C2, tentukanlah
besar kuat medan yang dialami oleh muatan uji tersebut!
Penyelesaian
2
r
Q
kE
CNCN
m
C
CN /10.5,4
10.4
20
./10.9
)10.2(
20
./10.9 14
4
9
22
9
Diketahui : Q = +0,1 C ; r = 2 cm = 2 x 10-2 m
k = 9 X 109 Nm2/C2
Ditanya : r = …………………….?
Jawab :

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
3. Medan listrik Bola Berongga
jika sebuah konduktor berjari-jari R diberi muatan Q, maka
muatan tersebut akan tersebar merata di permukaan bola terluar
maka:
1. untuk r < R (bagian dalam bola, Q = 0) kuat medan listrik E = 0
karena tidak ada garis gaya medan listrik.
2. untuk r = R (bagian permukaan bola) kuat medan listrik
3. untuk r > R (diluar bola) kuat medan listrik
R = jari-jari Bola dan r = jarak titik dari pusat bola
2
R
Q
kE
2
r
Q
kE

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
3. Medan listrik Bola Pejal
Muatan listrik akan cenderung merata di seluruh bagian bola.
Dengan demikian kuat medan listrik (E) menjadi:
1. untuk r < R (bagian dalam bola) kuat medan listrik
2. untuk r = R (bagian permukaan bola) kuat medan listrik
3. untuk r > R (diluar bola) kuat medan listrik
3
R
Qr
kE
2
r
Q
kE
2
R
Q
kE

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Contoh soal:
sebuah bola konduktor dengan jari-jari 12 cm diberi mutan 50 μC.
tentukanlah:
a. kuat medan listrik pada jarak 10 cm dari pusat bola,
b. kuat medan listrik dipermukaan bola, dengan jarak 12 cm dari
pusat bola!
Penyelesaian
diketahui: R = 12 cm = 0,12 m ; Q = 50 x 10-6 C
ditanya : a. E pada r = 10 cm = 0,1 m
b. E pada r = 12 cm = 0,12 m
jawab :
a. kuat medan listrik pada r = 10 dengan R=12cm (r<R), maka E = 0
b.
CNx
m
C
CN
R
Q
kE /10125,3
)12,0(
10.50
./10.9 7
2
6
9
2

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Hukum GaussHukum Gauss
Hukum Gauss diperkenalkan oleh Karl
Friederich Gauss (1777-1866), seorang ahli
matematika dan astronomi dari jerman.
Hukum gauss menyatakan;
“jumlah garis gaya dari suatu medan listrik yang
menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan
jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan
tersebut”.

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
1. Fluks Listrik (Ф)
Fluks listrik merupakan ukuran yang menyatakan jumlah garis gaya
dari suatu medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup.
fluks listrik dapat dihitung dengan persamaan
Ф = E . A jika medan listrik tegak lurus bidang.
jika medan listrik sejajar bidang maka fluks listrik
Ф = 0
jika membentuk sudut θ, maka besar fluks listrik
Ф = E . A cos θ
dengan:
Ф = Fluks Listrik (weber)
E = Kuat Medan listrik (N/C)
A = Luas penampang (m2)
θ = sudut antara medan listrik dengan bidang normal

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
1. Aplikasi hukum gaus untuk muatan kontinu
penjabaran hukum Gauss menjadi
2. medan listrik pada konduktor keping sejajar
muatan tiap keping cenderung akan tersebar merata. Dengan demikian
rapat muatan dapat dinyatakan:
Dengan demikian medan listrik
Oleh karena itu, muatan listrik disekitar keping konduktor:
1. Didalam E bersifat homogen, besarnya sama.
2. Diluar keping Nol, karena tidak ada garis gaya.

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Medan Listrik
Hukum Coulomb
MATERI
Hukum Gauss
Contoh soal:
kuat medan listrik homogen sebesar 700 N/C menembus sebuah
bidang berukuran 2 m x 5 m tentukanlah besar fluks listrik jika:
a. arah medan listrik tegak lurus dengan luas bidang
b. arah medan listrik membentuk sudut 450 dengan luas bidang!
Penyelesaian
diketahui: E = 700 N/C ; A = 2 m x 5 m = 10 m
ditanya : a. Ф = ………..? b. Ф dengan θ = 450 ………..?
jawab :
a. Ф = E x A
= 700 N/C x 10 m
= 7000 wb
b. Ф = E . A cos θ
= 700 N/C x 10 m cos 450
= 7000 N/C x 10 m x 0,5√2
= 4949,75 wb

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Hukum Coulomb
PENGAMATAN
PENGAMATANPENGAMATAN

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Hukum Coulomb
PENGAMATAN
Muatan Listrik Statis
Tujuan : Mengamati sifat muatan listrik satatis
Alat dan bahan : Batang kaca 2 buah, kain sutra 1 potong, Statif 1 buah,
Bulu atau kain wol 1 helai, Benang ± 50 cm
Langkah kerja:
1. Gantunglah batang kaca pertama pada statif
2. Gosok masing-masing batang kaca dengan kain wol!
3. Dekatkan batang kaca kedua dengan batang kaca pertama!amati apa
yang terjadi! Catat pada tabel
4. Gosok masing masing kaca dengan kain sutera!
5. Dekatkan batang kaca kedua dengan batang kaca pertama!amati apa
yang terjadi! Catat pada tabel

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Hukum Coulomb
PENGAMATAN
6. Gosok batang kaca pertama dengan kain wol dan batang kaca kedua
dengan kain sutera, kemudian dekatkan batang kaca kedua dengan
batang kaca pertama! Amati apa yang terjadi! Catat pada tabel!
7. isikan hasil pengamatan pada tabel berikut ini
8. Diskusikan dengan kelompok hasil pengamatan yang telah dilakukan!
9. Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan!
Perhatian:
a. lakukan setiap langkah percobaan dengan hati-hati dan cermat!
b. jagalah kebersihan alat dan lingkungan!
c. setelah selesai, kembalikan alat-alat percobaan pada tempat semula!

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Hukum Coulomb
PENGAMATAN
Hukum Coulomb
Tujuan : Melakukan percobaan hukum Coulomb
Alat dan bahan : Dua buah balon, benang, plastik
PVC 1 lembar, statif ,dinamometer
Langkah kerja:
1. Ambillah dua buah balon karet statif untuk menggantungkan balon itu
lengkap dengan talinya, dan selembar plastik PVC.
2. Tiup dan gantungkan dua balon pada statif bertali. Jarak antara kedua
balon itu pendek.
3. Setelah balon setimbang diam, lihatlah kedudukan tali lurus atau tidak.
4. Gosoklah plastik ditempelkan pada kedua balon.
5. Lepaskan plastik PVC itu, dan lihatlah kedudukan kedua balon itu.
6. Apa yang menyebabkan kedudukan balon itu renggang?
7. Berdasarkan persamaan bahwa berat balon = m.g, carilah gaya yang
menyebabkan kedua balon renggang!
8. Setelah balon kembali ke kondisi normal, ambillah sebuah dinamometer.

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
Muatan Listrik
Hukum Coulomb
PENGAMATAN
9. Dengan kekuatan kecil, tariklah sebuah balon itu mendatar sampai sejauh
seperti kedudukan ketika terjadi gaya tolak-menolak (1/2 R), apa yang dapat
dinyatakan dengan gaya ini?
10. Masukkan data-data yang didapat ke dalam tabel berikut ini.
Diskusi :
a. Apa yang dapat disimpulkan dari percobaan ini?
b. Bilamana besar kedua muatan balon tersebut adalah sama Q, carilah
besarnya!
Perhatian:
a. lakukan setiap langkah percobaan dengan hati-hati dan cermat!
b. jagalah kebersihan alat dan lingkungan!
c. setelah selesai, kembalikan alat-alat percobaan pada tempat semula!

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
• KERJAKAN SOAL-SOAL BERIKUT INI
EVALUASIEVALUASI
EVALUASI

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
C
B
A
D
E
LATIHAN SOALLATIHAN SOAL
EVALUASI
20 x 1010 N
6 x 1010 N
2 x 1010 N
60 x 109 N
2 x 109 N
Dua buah muatan masing-masing 5C dan 4C berjarak 3 m
satu sama lain. Jika diketahui K = 9 x 10NmC, maka besar
gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah . . . .

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
B
A
C
D
E
EVALUASI
Hukum Ohm
Hukum Gauss
Kapasitas Listrik
Hukum Coulomb
Hukum Elektrostatis
Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan listrik
sebanding dengan besar mautan-muatannya dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua
muatan disebut . . . .

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
E
D
C
B
A
EVALUASI
15 x 107
15 x 108
1,5 x 107
1,5 x 106
150 x 108
Sebuah muatan titik 60 μC berada di udara. Kuat medan
listrik di suatu titik yang berada pada jarak 6 cm dari
muatan tersebut adalah . . . .N/C

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
D
C
B
A
E
EVALUASI
Dielektrik
Fluks Listrik
Energi Listrik
Induksi Listrik
Medan Listrik
Jumlah garis gaya listrik yang menembus secara tegak lurus
suatu bidang disebut . . . .

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
E
D
C
B
A
EVALUASI
0 N/C
25 N/C
625 N/C
2250 N/C
6250 N/C
Sebuah bola konduktor berongga yang memiliki jari-jari 8
cm diberi muatan sebesar 2,5 nC. Maka besar medan
listrik yang berada pada titik yang berjarak 6cm dari pusat
bola adalah . . . .

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
B
A
C
D
E
EVALUASI
2,085 Wb
3,048 Wb
5,036 Wb
6,048 Wb
6,054 Wb
Sebuah bola konduktor berongga yang memiliki jari-jari 8
cm diberi muatan sebesar 2,5 nC. Maka besar medan
listrik yang berada pada titik yang berjarak 6cm dari pusat
bola adalah . . . .

LISTRIK STATIS
FISIKA SMK
TERIMAKASIH

Modul Listrik statis

More Related Content

What's hot

Similar to Modul Listrik statis

More from Lalu Gede Sudarman

Recently uploaded

Modul Listrik statis