Elektrostatika: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Putriuzdahw (bicara | kontrib) Menambahkan Pranala Dalam |
Lukman bhr (bicara | kontrib) k Dengan F positif berarti gaya itu tolak-menolak dan sebaliknya F negatif berarti tarik–menarik. |
||
| (6 revisi perantara oleh 5 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 5:
{{Elektromagnetisme}}
'''Elektrostatika''' adalah cabang [[fisika]] yang berkaitan dengan [[gaya]] yang dikeluarkan oleh [[medan listrik]] [[listrik statik|statis]] (tidak berubah/bergerak) terhadap [[muatan listrik|objek bermuatan]] yang lain.
Sejak zaman klasik, diketahui bahwa beberapa bahan, seperti [[amber]], menarik partikel ringan setelah digosok. Kata Yunani untuk ambar, ἤλεκτρον (ḗlektron), adalah sumber dari kata '[[listrik]]'. Fenomena elektrostatik muncul dari gaya yang diberikan [[muatan listrik]] satu sama lain. Kekuatan seperti itu dijelaskan oleh [[hukum Coulomb]].
Meskipun gaya induksi elektrostatik lemah, beberapa gaya elektrostatik relatif besar. Gaya antara [[elektron]] dan [[proton]], yang bersama-sama membentuk atom hidrogen, kira-kira 36 kali lipat lebih kuat daripada [[gaya gravitasi]] yang bekerja di antara keduanya.
Ada banyak contoh fenomena elektrostatis, mulai dari yang sederhana seperti gaya tarikan [[kantong plastik]] ke tangan seseorang setelah dikeluarkan dari kemasan, hingga ledakan lumbung biji-bijian yang tampaknya spontan, kerusakan [[komponen elektronik]] selama pembuatan, dan [[mesin fotokopi]] & printing laser. Elektrostatik melibatkan penumpukan [[Muatan listrik|muatan]] pada permukaan benda karena kontak dengan permukaan lain. Meskipun pertukaran muatan terjadi setiap kali ada dua permukaan yang bersentuhan dan terpisah, efek pertukaran muatan biasanya hanya terlihat ketika setidaknya salah satu permukaan memiliki [[Hambatan listrik|resistansi]] tinggi terhadap [[Arus listrik|aliran listrik]], karena muatan yang dipindahkan terperangkap di sana untuk waktu yang cukup lama. Muatan ini kemudian tetap berada pada objek sampai mengalir ke tanah, atau dengan cepat dinetralkan oleh pelepasan. Fenomena umum dari "kejutan" statis disebabkan oleh netralisasi muatan yang terbentuk di dalam tubuh dari kontak dengan permukaan yang diisolasi.
== Konsep-konsep dasar elektrostatika ==
Sejarah kelistrikan diawali dengan diamatinya bahan [[ambar]] atau [[resin]] yang dalam bahasa Yunani berarti [[Elektron]],
yang apabila bahan tersebut digosok dengan kulit binatang berambut akan dapat menarik benda–benda halus yang ringan yang setelah menempel padanya lalu ditolaknya.
Sifat demikian ternyata tertularkan pada benda lain yang disinggungkan atau yang ditempelkan padanya,
Baris 14 ⟶ 20:
Pada tahun '''1733''',''' Francois du Fay''' menemukan kenyataan bahwa di alam hanya ada dua jenis muatan saja, yaitu muatan resinious dan vitrious, dan dua benda yang muatannya sama akan tolak–menolak dan sebaliknya dua benda akan tarik–menarik jika muatannya berbeda.
Kemudian '''[[Benjamin Franklin]] (1706–1790)''' menemukan kenyataan bahwa dua jenis muatan resinious dan vitrious itu kalau digabungkan akan saling meniadakan seperti halnya dengan bilangan positif dan negatif. Sejak itu muatan resinious disebut muatan listrik negatif dan vitrious disebut dengan muatan listrik positif.
Melanjutkan percobaan '''Michelson''' dan '''Carlisle''' tentang ''elektrolisa'', '''[[Michael Faraday]] (1791–1867)''' pada tahun 1883 mengemukakan terkuantisasinya muatan listrik menjadi unit–unit muatan, yang kemudian oleh Stoney pada tahun 1874, yang diperkuat oleh''' [[J.J. Thomson]]''' pada tahun '''1897''', dihipotesiskan adanya partikel pembawa muatan listrik yang lalu dinamakan [[
=== Hukum Coulomb ===
Baris 20 ⟶ 26:
<math>''F''= k\dfrac{q1.q2}{r^2}</math>
yakni yang menyatakan bahwa gaya antara dua [[muatan listrik]] q1 dan q2 akan sebanding dengan banyaknya [[muatan listrik]] masing–masing serta berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (r) antara kedua muatan listrik tersebut, serta tergantung pada medium di mana kedua muatan itu berada, yang dalam perumusannya ditetapkan oleh suatu tetapan medium k.
Jadi [[hukum Coulomb]] merupakan hukum yang fundamental dalam ilmu kelistrikan, yang mendasari semua hukum dan rumus kelistrikan, seperti halnya hukum 'inisial Newton' dalam mekanika yang mendasari semua hukum dan rumus mekanika.
Dalam sistem satuan m.k.s, tetapan medium k tertuliskan sebagai
Baris 25 ⟶ 32:
<math>''F''=\dfrac{q1.q2}{4 \pi \epsilon r^2}</math>
dan ε disebut permitivitas medium.
F merupakan besaran vektor, dimana F itu dapat didefinisikan sebagai gaya tarik menarik jika muatannya berbeda atau dapat juga sebagai gaya tolak menolak jika muatannya sejenis.
=== Medan Listrik ===
Baris 41 ⟶ 48:
Garis gaya [[medan listrik]] bukanlah besaran nyata melainkan suatu abstraksi atau angan–angan atau gambaran yang menyatakan arah medan listrik di berbagai tempat di dalam ruang bermedan listrik, yakni yang polanya menyatakan distribusi arah medan listrik. Arah medan listrik setempat, yaitu pada arah garis gaya di tempat itu, sudah tentu menyinggung garis gaya di tempat tersebut.
Pada hakikatnya memang setiap titik pasti dilalui suatu garis gaya, sehingga garis–garis gaya akan memenuhi seluruh ruangan. Tetapi seandainya semua garis gaya kita gambarkan, maka sistem pola garis dari gaya itu tidak akan tampak. Oleh sebab itu banyak garis gaya yang dilukis harus dibatasi, misalnya sebanyak muatan yang memancarkannya; artinya, banyak garis gaya yang digambarkan, yang memancar dari titik muatan listrik q adalah juga
Untuk medan listrik oleh titik muatan q, menurut hukum coulomb, kuat medan listriknya berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Tetapi dengan melukis sebanyak q garis gaya yang memancarkan radial merata dari titik muatan q, suatu permukaan bola berjari–jari r yang berpusat di q akan ditembus tegak lurus leh flux garis gaya <math>\phi</math> yang sebanyak q, yakni <math>\phi</math> sama dengan q, sehingga rapat garis gaya yang didefinisikan sebagai banyaknya garis gaya yang menembus suatu satuan luas permukaan tegak lurus pada permukaan bola itu diberikan oleh:
<math>\sigma=\dfrac{\phi}{4 \pi r^2}=\dfrac{q}{4 \pi r^2}=\varepsilon E= D</math>
Baris 50 ⟶ 57:
# Kontinu, sebab medan listrik ada di setiap titik di dalam ruang.
# Seolah–olah ditolak oleh muatan positif dan sebaliknya ditarik oleh muatan negatif.
# Dipotong tegak lurus oleh bidang–bidang equipotensial sebab usaha yang dilakukan satu satuan muatan listrik dari
=== Potensial Listrik ===
Sejalan dengan
Untuk [[medan listrik]] yang oleh satu titik muatan q turunnya potensial listrik itu menjadi:
<math>V_A-V_B =\dfrac{q}{4 \pi \epsilon r_A}-\dfrac{q}{4 \pi \epsilon r_B}</math>
yang dengan mengambil VB = 0 untuk rB = <math>\theta</math>, yakni dengan menyatakan potensial listrik itu di tempat yang jauh tak terhingga dari q adalah nol, sejalan dengan tiadanya potensi untuk melakukan usaha sebab kuat medan listrik E di r = <math>\theta</math> adalah nol, kita dapat merumuskan potensial listrik oleh titik muatan listrik q di tempat sejauh r dari titik muatan itu sebagai:
<math>V=\dfrac{q}{4 \pi \epsilon r}</math>
yang sama dengan usaha yang sama dengan oleh satu satuan muatan listrik yang bergerak dari tempat sejauh r dari q, ke tempat tak terhingga jauhnya dari q, atau dapat juga dikatakan sama dengan usaha yang diperlukan untuk mengambil satu satuan muatan listrik dari tempat jauh tak terhingga ke tempat sejauh r dari titik muatan q.
Selanjutnya didefinisikanlah satuan [[Potensial listrik|potensial]] volt. Jikalau usaha yang dilakukan oleh 1 [[coulomb]] muatan listrik adalah 1 [[joule]] maka turunan potensial adalah 1 volt, di mana muatan listrik satu coulomb adalah yang pada pemindahannya dalam pengendapan elektrolit mengendapkan 1,118 miligram Ag dari larutan elektrolit AgNO3. jelaslah bahwa untuk Q coulomb muatan yang melintasi benda potensial V volt, diperlukan usaha sebesar QV joule yang berarti coulomb Volt = joule.
Lebih lanjut, dalam hukum Coulomb, satuan permitivitas medium adalah yang sedemikian hingga apabila satuan untuk muatan listrik q
adalah coulomb dan satuan untuk jarak adalah meter, maka satuan untuk gaya elektrostatika Coulomb adalah Newton. Jadi untuk satuan permitivitas medium itu ialah coulomb2/ (newton meter)
Baris 85 ⟶ 92:
=== Elektrostatika Untuk Terapi ===
Yang dimaksud dengan elektrostatika untuk terapi adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, yang statis (tidak berubah/bergerak) seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang ada di sekitarnya dengan tegangan 9000 Volt yang bisa digunakan untuk kesehatan (Terapi Medan Elektrostatis). Secara sederhana energi elektrostatis dapat dihasilkan dengan menggosok dua buah isolator. Gaya elektrostatis yang timbul dapat menarik potongan kertas atau rambut berdiri. Terapi elektrostatis merupakan terapi yang dapat menciptakan tekanan seimbang ion dalam tubuh, terutama zat ion (ion postasium, sodium, magnesium, kalsium, dll.) dalam tubuh yang akan membuat tubuh menjadi lebih rileks. Terapi ini menggunakan tegangan listrik sebesar 9000 Volt dengan getaran 50x/detik (frekuensi 50 Hz) yang akan mampu untuk menggetarkan kotoran-kotoran yang menggumpal dan menempel pada dinding-dinding pembuluh darah, sehingga akan merontokkannya secara perlahan-lahan dan dalam kurun waktu 1 minggu dengan terapi 1 jam per 1 kali terapi untuk keluhan hipertensi akan berkurang atau bahkan sembuh dengan mengembalikan elastisitas pembuluh darah dengan vibrilasi yang timbul akibat stimulus listrik dengan menjadikan ruptur plak dalam pembuluh darah serta energi panas yang memvasodilatasi pembuluh darah.
Manfaat dari terapi medan elektrostatis ini antara lain membersihkan saluran darah, dengan getaran 50x/detik dengan tegangan listrik 9000 volt yang akan dikeluarkan melalui saluran pembuangan kita yaitu: urine, keringat dan juga kotoran (BAB), meningkatkan daya tahan tubuh, menambahkan Ion negatif dalam tubuh, membuang sel yang tidak baik (sel yang sudah mati), mempercepat pertumbuhan tulang dan mengurangi keropos tulang, meningkatkan produksi kalsium dalam tubuh, mempertahankan PH tubuh,
== Kapasitansi Konduktor ==
Baris 113 ⟶ 120:
{{Cabang-fisika}}
{{elektronik-stub}}▼
[[Kategori:Elektrostatika| ]]
▲{{elektronik-stub}}
| |||