Yudi

Rangkuman Listrik Statis

HUKUM COULOMB

Menurut Coulomb, dua muatan yang didekatkan akan bekerja gaya tarik atau gaya tolak. Gaya tarik terjadi jika muatan berlainan jenis sedangkan gaya tolakan terjadi pada muatan yang sejenis
lis1
Gaya tersebut disebut gaya coulomb yang besarnya sebanding dengan perkalian kedua muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dapat dituliskan sebagai berikut.
lis2
Keterangan:
F = Gaya Coloumb (N)
k = Konstanta = 9 x 109  Nm2 / C2
q1 = Besar muatan 1 (C)
q2 = Besar muatan 2 (C)
r  =  Jarak antar muatan (m)

DOWNLOAD RANGKUMAN LISTRIK STATIS DALAM BENTUK PDF Klik Disini

Kuat Medan Listrik

Medan listrik merupakan daerah di sekitar muatan yang masih merasakan pengaruh gaya Coulomb.

field

Dari gambar tersebut arah garis garis medan listrik jika muatan positif (+) keluar menuju muatan negatif (-) masuk.
Besarnya medan listrik disebut kuat medan listrik yang dirumuskan sebagai berikut:

lis3

atau

lis4

Keterangan:
E = Kuat Medan listrik (N/C)
k = konstanta = 9 x 109  Nm2/C2
q = Muatan listrik (C)
r = jarak dari titik ke muatan sumber medan listrik (m)

Energi Potensial Listrik

Energi potensial listrik secara matematis dapat di rumuskan sebagai berikut:
lis5
Keterangan:
Ep = energi potensial listrik (joule)
k = konstanta = 9 x 109 N m2 / C2
q1, q2 = besar muatan listrik (C)
r = jarak antara muatan (m)

Usaha

Merupakan perubahan energi potensial
lis6
Keterangan:
W = Usaha (joule)
k = konstanta = 9 x 109 N m2 / C2
q1, q2 = besar muatan listrik (C)
r1 = jarak awal (m)
r2 = jarak akhir (m)

Kekekalan energi

Berlaku dalam medan listrik
lis7
Di mana:
lis8
Keterangan:
E = kuat medan antar pelat (N/C)
d = jarak antar pelat (m)

Potensial Listrik

Energi potensial merupakan besarnya energi potensial yang dimiliki muatan 1 Coulomb. Dari definisi ini, potensial listrik dapat dirumuskan sebagai berikut.
lis9
atau
lis10
Keterangan:
V = Potensial listrik (Volt)
k = Konstanta = 9 x 109 N m2 / C2
q = besar muatan sumber (C)
r = jarak titik dari muatan (m)

Hukum Gauss

Hukum gauss menyatakan bahwa jumlah garis medan listrik yang menembus suatu permukaan sebanding dengan jumlah muatan listrik yang ada di dalam permukaan tersebut. Hukum ini menghubungkan medal listrik pada permukaan tertutup dengan muatan total di dalam permukaan tersebut. Dirumuskan sebagai berikut:

lis11

Keterangan
f = fluks listrik (weber)
q = muatan total di dalam permukaan (C)
eo = permitivitas listrik di ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/N m2)
E = medan listrik (N/C)
A = Luas permukaan yang dilingkupi muatan (m2)

q = sudut antara medan listrik dan normal bidang

Penerapan Hukum Gauss

Bola Konduktor Bermuatan

Bola konduktor berongga
lis12
Kuat medan di dalam bola ( r < R)
E = 0
Potensial Listrik di dalam bola (r < R)
lis13
Kuat Medan di luar bola ( r > R)
lis14
Potensial listrik di dalam bola (r > R)
lis15
Keterangan
r = Jarak titik ke muatan sumber
R = jari jari bola konduktor

Keping Sejajar Bermuatan

lis16
Kuat Medan
lis17
Keterangan :
E = Kuat medan listrik di antara keping sejajar (N/C)
q = muatan total di dalam permukaan (C)
eo = permitivitas listrik di ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/N m2)
A = Luas keping (m2)
σ = rapat muatan keping (C/m2)

Kapasitor

Kapasitor berfungsi sebagai komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan disebut dengan kapasitas kapasitor. Besarnya kapsitas dari suatu kapasitor di rumuskan sebagai berikut:

lis18

Keterangan :
C   = kapasitas kapasitor (Farad)
q   = muatan yang tersimpan (Coulomb)
V  = beda potensial (Volt)
Kapasitor pada umumnya terdiri dari dua keping sejajar yang diletakkan berdekatan tetapi tidak saling bersentuhan.

Rumusan kapasitas kapsitor jika tanpa bahan penyekat :

lis19

Jika ada bahan penyekat/dielektrik:

lis20

Keterangan:
Co  = kapasitas kapasitor tanpa bahan elektrik (F)
A     = luasan penampang plat ()
d     = jarak antarplat sejajar (m)
C     = Kapasitas kapasitor dengan bahan elektrik (F)
k     = konstanta dielektrik bahan

Rangkaian Kapasitor

RANGKAIAN SERI

lis21

Sifat-sifat yang dimiliki rangkaian seri sebagai berikut:
Kapasitas pengganti
lis22
Muatan kapasitor sama
Q1 = Q2 = Q3 = Qtotal
Beda potensial antar kapasitor
lis23
RANGKAIAN PARALEL
lis24
Sifat-sifat yang dimiliki rangkaian seri sebagai berikut:
Kapasitas pengganti :
Co = C1 + C2 + C3
Beda potensial tiap kapasitor sama
V1 = V2 = V3
Muatan antar kapasitor
Q1 : Q2 : Q3 = C1 : C2 : C3
Energi yang tersimpan pada kapasitor
lis25
Keterangan:
W   = energi yang tersimpan dalam kapasitor (Joule)
Q    = muatan kapasitor (Coulomb)
V    = beda potensial (Volt)
C    = Kapasitas Kapasitor (Farad)

CONTOH SOAL & PEMBAHASAN

Soal No.1 (UN 2012)
Dua buah muatan listrik yang nilainya sama diletakkan pada jarak r meter sehingga terjadi gaya coloumb sebesar FNewton. ketika jarak keduanya di ubah menjadi dua kali semula , gaya Coulomb yang di alami menjadi F2 . Perbandingan F 1: F2 adalah….
  1. 1 : 2
  2. 2 : 1
  3. 1 : 4
  4. 4 : 1
  5. 3 : 2

PEMBAHASAN :
lis26
Jawaban : D

Soal No.2 (SBMPTN 2013)
Jumlah muatan dari dua buah muatan q1 dan q2 adalah -6µC. Jika kedua muatan tersebut dipisahkan sejauh 3m maka masing masing muatan akan merasakan gaya listrik sebesar 8mN. Besar q1 dan q2 berturut turut adalah…
  1. -5 µC dan -1 µC
  2. -10 µC dan 4 µC
  3. -3 µC dan -3 µC
  4. -8 µC dan 2 µC
  5. -4 µC dan -2 µC

PEMBAHASAN :
lis27
Jawaban : E

Soal No.3 (UN 2013)
Dua muatan listrik B dan C yang berada sejauh 8 cm menghasilkan gaya 50 N. Jika muatan C digeser ke kanan sejauh 8 cm, maka besar gaya tarik pada muatan B dan C adalah …..( 1µC = 10-6 C)
lis28
  1. 7,5 N
  2. 12,5 N
  3. 17,5 N
  4. 22,5 N
  5. 27,5N

PEMBAHASAN :
lis29
Jawaban : B

Soal No.4 (SBMPTN 2013)
Dua buah bola identik bermuatan memiliki massa 3,0 x 102 kg digantung seperti seperti pada gambar. Panjang L setiap tali adalah 0,15m. Massa tali dan hambatan udara diabaikan. Bila tan θ = 0,0875, sin θ = 0,0872 dan g = 10m/s2 maka besar muatan pada setiap bola adalah ….
lis30
  1. 4,4 x 10-6C
  2. 4,4 x 10-7C
  3. 4,4 x 10-8C
  4. 8,8 x 10-7C
  5. 8,8 x 10-8C

PEMBAHASAN :
lis31
Jawaban : C

Soal No.5 (UN 2009)
Perhatikan gambar berikut ini!
lis32
Jika muatan +Q terletak antara A dan B di mana muatan +Q harus diletakkan sehingga gaya Coulomb yang dialaminya nol?
  1. 3 cm dari muatan B
  2. 4 cm dari muatan B
  3. 5 cm dari muatan B
  4. 3 cm dari muatan A
  5. 6 cm dari muatan A

PEMBAHASAN :
lis33

Jawaban : D

Soal No.6 (SNMPTN 2012)
Sebuah kapasitor 200 mF yang mula mula tidak bermuatan dialiri 10 mA selama 10 sekon. beda tegangan yang terjadi  pada kapasitor adalah
  1. 1000 mV
  2. 500 mV
  3. 250 mV
  4. 50 mV
  5. 25 mV

PEMBAHASAN :
lis34
Jawaban : B

Soal No.7 (UN 2014)
Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di  titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah….
lis35
  1. 0,9√3 N
  2. 0,9√2 N
  3. 0,9 N
  4. 0,81 N
  5. 0,4 N

PEMBAHASAN :
lis36
Jawaban : B

Soal No.8 (SNMPTN 2012)

Tiga buah kapasitor dengan kapasitansi  masing- masing 1 mF , 2 mF, dan 3 mF dirangkai secara seri dan diberi tegangan 1 volt pada ujung ujungnya. Pernyataan berikut ini yang benar adalah

  1. Masing masing kapasitor memiliki muatan yang sama banyak
  2. Kapasitor yang besarnya 1 mF menyimpan energi listrik terbesar
  3. Pada kapasitor 3 mF Bekerja tegangan terkecil
  4. Ketiga kapasitor bersama sama membentuk sebuah kapasitor ekivalen dengan muatan tersimpan sebesar 6/11 C

PEMBAHASAN :
lis37
Jawaban : A

Soal No.9 (UN 2000)
Bila sebuah partikel bermuatan 4 x 10-19 C ditempatkan dalam medan listrik homogen yang kuat medannya 1,2 x 105 N/C maka partikel tersebut akan mengalami gaya sebesar…
  1. 4,8 x 10-14 N
  2. 5,2 x 10-14 N
  3. 3,0 x 10-23 N
  4. 3,3 x 10-24 N
  5. 4,8 x 10-24 N

PEMBAHASAN :

Diketahui:

q = 4 x 10-19 C

E = 1,2 x 105 N/C

Menentukan Gaya  Coulumb jika diketahui q dan E menggunakan rumus:

F = qE

F = 4.10-19 x 1,2.105 = 4,8.10-14 N
Jawaban : A

Soal No.10 (SNMPTN 2010)

Empat buah muatan masing masing  q2 = -2 µC, q2 = 1 µC, q3 = -1 µC dan q1 =1 µC terletak di sudut sudut suatu bujur sangkar berisi 0,2 m. Bila diketahui  εo adalah termitivitas vakum maka potensial listrik dititik tengah bujur sangkar tersebut adalah

  1. lis38
  2. lis39
  3. lis40
  4. lis41
  5. 0 μV

PEMBAHASAN :
lis43
Jawaban : B

Soal No.11 (UN 2013)
Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar. Titik C berada 20 cm di sebelah B. Jika k = 9.109 Nm2.C2 dan 1µC = 10-6 C maka kuat medan di titik C adalah…
lis44
  1. 1,275.108 N.C-1
  2. 1,350.108 N.C-1
  3. 1,425.108 N.C-1
  4. 1,550.108 N.C-1
  5. 1,675.108 N.C-1

PEMBAHASAN :
lis45
Jawaban : C

Soal No.12 (SNMPTN 2010)
Dua buah muatan titik masing masing sebesar 10 µC dan 4µC terpisah sejauh 10 cm. kedua muatan tersebut berada di dalam medium yang memiliki permitivitas relatif sebesar 3. berapakah besar gaya yang bekerja pada kedua muatan tersebut?
  1. 10 N
  2. 12 N
  3. 36 N
  4. 72 N
  5. 100 N

PEMBAHASAN :
lis46
Jawaban : B

Soal No.13 (UN 2013)
Perhatikan gambar berikut ini!
lis47
Besar kuat medan listrik di titik A adalah…(k = 9 x 109 N m2 C-2).
  1. 9,0 x 107 N/C
  2. 7,5 x 107 N/C
  3. 6,0 x 107 N/C
  4. 7,2 x 107 N/C
  5. 5,4 x 107 N/C

PEMBAHASAN :
lis48
Jawaban : B

Soal No.14 (UM UGM 2008)
Muatan +Q coulomb ditempatkan di x=-1 m dan muatan -2Q coulomb di x = +1 m. Muatan uji q+ coulomb yang diletakkan di sumbu x akan mengalami gaya total nol bila ia diletakkan di x = …
lis49
  1. –(3+√8) m
  2. – 1/3 m
  3. 0 m
  4. 1/3 m
  5. 3√8 m

PEMBAHASAN :
lis50
Jawaban : A

Soal No.15 (UN 2013)

Perhatikan faktor-faktor berikut!

  1. Luas pelat
  2. Tebal pelat
  3. Jarak kedua pelat
  4. Konstanta dielektrik

Yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan adalah…

  1. 1 dan 2 saja
  2. 3 dan 4 saja
  3. 1,2, dan 3
  4. 1,2 dan 4
  5. 1,3, dan 4

PEMBAHASAN :
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan  dapat di lihat daripersamaan kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri bahan dielektrik.

lis51

Keterangan:

k = konstanta dielektrik

A = luas pelat

d = jarak antar pelat

Sehingga faktor yang mempengaruhi adalah(1),(3), dan(4)
Jawaban : E

Soal No.16 (UN 2014)
Perhatikan rangkaian di bawah ini!
lis52
besar nya muatan pada kapasitor C5 adalah…
  1. 36 coulumb
  2. 24 coulumb
  3. 12 coulumb
  4. 6 coulumb
  5. 4 coulumb

PEMBAHASAN :
Menentukan muatan di C5 harus menentukan Qtotal dari Ctotal

lis53

lis54
Jawaban : B

Soal No.17 (UN 2013)
pada gambar di samping bila VAB = 6 volt maka nilai energi  listrik pada gambar adalah…
lis55
  1. 2 joule
  2. 6 joule
  3. 9 joule
  4. 12 joule
  5. 18 joule

PEMBAHASAN :
lis56

lis57
Jawaban : D

Soal No.18 (UN 2013)
Perhatikan gambar kapasitas berikut.
lis58
Energi yang tersimpan dalam rangkaian listrik di atas adalah…
  1. 576 joule
  2. 288 joule
  3. 144 joule
  4. 72 joule
  5. 48 joule

PEMBAHASAN :
lis59

lis60
Jawaban : B

DOWNLOAD RANGKUMAN LISTRIK STATIS DALAM BENTUK PDF Klik Disini

 

KINI HADIR LAYANAN BERTANYA TUGAS & PR PREMIUM (FAST RESPOND!!)

CUKUP PAKAI FASILITAS SMS, WA atau BBM Dan PR Mu Terbantu Dengan Cepat

Hanya Rp. 5.000 (Lima Ribu Rupiah) Per soal yang ditanyakan.
Mata pelajaran yang bisa ditanyakan Kimia, Fisika, Biologi, Matematika. (Tingkat SMP & SMA).
Misal kamu mau nanya 3 soal berarti tinggal di kali Rp. 5 rb Jadi totalnya 15 rb
Dana bisa di transfer ke rekening BNI 0360871320 an Yudi Syarif H
Pertanyaan akan kami layani sesudah menunjukan bukti transfer lewat WA dengan no HP ada di bawah

Dijawab oleh guru yang sudah ahli di bidangnya
Layanan Bantuan PR/Tugas dari jam 14.00 s.d 21.30 WIB
(menghindari kecurangan saat ujian)

INFORMASI LEBIH LANJUT HUB : 089622667471 (SMS / WA)

ARTIKEL TERKAIT

Satu Komentar

  1. fika fikriyana
    fika fikriyana
    02/11/2016 at 11:39 pm

    artikel ini sangat membantu ♥ terimakasih..

Tinggalkan Balasan

Pesan kamu*

Komentar kamu akan ditinjau dulu sebelum ditampilkan

Name*
Email*
Url