Listrik Statis
a) Pengertian Listrik Statis
Listrik statis adalah
listrik dimana muatannya tidak bergerak. Muatan listrik bisa negatif atau
positif. Semua zat terbentuk dari atom-atom. Setiap atom mempunyai inti atom
yang terdiri dari proton dan elektron yang mengelilinginya. Proton mempunyai
muatan listrik positif, dan elektron mempunyai muatan listrik negatif. Suatu zat terdiri atas
partikel-partikel kecil yang disebut atom. Atom berasal dari
kataatomos, yang artinya tidak dapat dibagi-bagi lagi.
b) Memahami Konsep Dasar
Gaya Listrik & Medan Listrik
Listrik statis dapat menjelaskan bagaimana sebuah
penggaris yang telah digosok-gosokkan ke rambut dapat menarik potongan-potongan
kecil kertas. Gejala tarik menarik antara dua buah benda seperti penggaris
plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan menggunakan konsep
muatan listrik.
Berdasarkan konsep
muatan listrik, ada dua macam muatan listrik, yaitu muatan positif
dan muatan negatif. Muatan listrik timbul karena adanya elektron yang
dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Benda yang kekurangan
elektron dikatakan bermuatan positif, sedangkan benda yang kelebihan elektron
dikatakan bermuatan negatif. Elektron merupakan muatan dasar yang menentukan
sifat listrik suatu benda.
Sifat muatan listrik :
1. Dua buah benda yang
memiliki muatan sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu sama
lain
2. dua buah benda dengan
muatan yang berbeda (tidak sejenis) akan saling tarik menarik saat didekatkan
satu sama lain.
Tarik menarik atau
tolak menolak antara dua buah benda bermuatan listrik adalah bentuk
dari gaya listrik yang dikenal juga sebagai gaya coulomb.
Penyebab adanya gaya
listrik yaitu medan listrik. Dimana yang di maksud medan listrik adalah daerah disekitar muatan listrik sumber dimana muatan
listrik yang lainnya di daerah ini akan mengalami gaya listrik atau (gaya
coulomb).
sifat-sifat dari garis gaya medan
listrik maka kita akanmen dapatkan tiga karakteristik garis-garis gaya medan
tersebut sebagai berikut.
1.
Garis gaya medan listrik tidak pernah berpotongan satu dengan yang lainnya.
2.
Garis-garis gaya medan listrik selalu mengarah radial ke luar menjauhi muatan positif dan ke dalam menuju muatan negatif.
3.
Tempat dimana garis-garis gaya medan listrik rapat menunjukkan
medanlistrik yang kuat sebaliknya tempat dimana garis-garis gaya medan
listrik merenggang menunjukkan medan listrik yang lemah.
Untuk menghitung kuat
medan listrik digunakan persamaan :
E= F
Q
E =
Kuat medan listrik (N/C)
F = Gaya
coulomb (N)
Q = muatan listrik (C)
Sifat-sifat garis gaya
listrik
1.
Garis gaya listrik berasal dari muatan positif menuju
muatan negatif
2.
Garis gaya listrik tidak pernah berpotongan
3.
Semakin rapat garis gaya listrik, semakin kuat
medan listriknya
c) Memahami konsep dasar
energi potensial listrik dan potensial listrik.
Ø
Energi Potensial Listrik
Penjelasan mengenai energi potensial listrik serupa
dengan penjelasan mengenai energi potensial akibat adanya medan gravitasi.
Energy potensial listrik akan timbul jika subuah muatan uji
didekatkan pada sebuah muatan. Besarnya energy potensial yang timbul pada
muatan sebanding dengan usaha yang diperlukan untuk melawan gaya Coulomb.
Perubahan energy potensial yang terjadi sama dengan usaha yang dilakukan oleh
gaya coulomb untuk berpindah dan dapat dinyatakan dengan persamaan.
Dua buah benda bermuatan listrik yang terletak
berdekatan akan mengalami gaya listrik di antara keduanya. Suatu
usaha diperlukan untuk memindahkan (atau menggeser) salah satu muatan dari
posisinya semula. Karena usaha merupakan perubahan energi, maka besar usaha
yang diperlukan sama dengan besar energi yang dikeluarkan.
Ø
Potensial Listrik
Potensi listrik adalah besaran skalar (tidak
memiliki arah) sehingga potensial listrik total di suatu
listrik akibat beberapa muatan lainnya merupakan penjumlahan aljabar biasa dari
potensial listrik setiap muatan tersebut.
Suatu muatan uji hanya dapat berpindah dari satu posisi ke
posisi lain yang memiliki perbedaan potensial listrik sebagaimana
benda jatuh dari tempat yang memiliki perbedaan ketinggian. Besaran yang
menyatakan perbedaan potensial listrik adalah beda potensial. Beda
potensial dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan ke jarak
tak berhingga dengan usaha W adalah
v = w : q'
Dari persamaan di atas
tampak bahwa potensial listrik dapat dinyatakan dalam bentuk kuat
medan listrik, yaitu
V = E r
d)
Menjelaskan Cara Kerja
Kapasitor dengan Menerapkan Konsep Medan Listrik & Potensial Listrik
Kapasitor
Kapasitor adalah komponen listrik
yang memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik. Pada perinsipnya,
kapasitor terdiri atas dua permukaan konduktor yang dipisahkan oleh suatu bahan
isolator sehingga kedua permukaan konduktor tersebut memiliki kemampuan untuk
menyimpan muatan listrik.
Kapasitor,
juga dikenal sebagai condensers, adalah komponen listrik yang dapat Anda
temukan di sebagian besar peralatan, komponen dan perangkat yang membutuhkan
dan memerlukan energi untuk menjalankan dan untuk sementara menyimpan dan
mengatur energi dalam sirkuit perangkat atau alat. Kapasitor ini sering
menampilkan dielektrik antara konduktor atau polos tua, run-of-the-mill
isolasi. Seperti sumber daya, kapasitor fitur baik positif dan negatif terminal
yang membantu listrik perjalanan di mana kapasitor berada dalam. Kapasitor juga
membantu mengatur jumlah energi dalam alat atau perangkat. Ini adalah salah
satu fungsi penting kapasitor seperti itu membuat benar listrik di perangkat
atau alat pada satu waktu, mencegah electricals dari wajan. Mayoritas yang baik
kapasitor dibangun dari logam atau polisilikon.Kapasitor yang terbaik dihadiri
untuk listrik. Karena mereka dapat menjadi sangat berbahaya di tangan seorang
amatir, Anda berurusan dengan listrik di sini. Kecuali Anda seorang insinyur
elektronik bersertifikat, yang terbaik yang Anda tidak monkey sekitar dengan
kapasitor dalam peralatan Anda atau perangkat atau yang lain Anda bisa listrik
atau dapat menyebabkan api listrik.Dengan tujuan untuk instruksi,
Berikut
adalah beberapa cara yang kapasitor yang digunakan dalam rangkaian elektronik.
- Biaya kapasitas.Dalam
kapasitor, elektron perjalanan dari positif untuk positif dan negatif
untuk negatif. Elektroda ini menempatkan muatan listrik dalam kapasitor
Anda dan meningkatkan hingga mencapai batas isolasi di kapasitor. Hal ini
terus berlanjut sampai kapasitor Anda mencapai kapasitas dielektrik dan
mencapai muatan penuh.
- Mengatur
tegangan.Kebanyakan papan sirkuit sensitif
terhadap perubahan dalam intensitas arus listrik yang adalah mengapa
kapasitor penting untuk peralatan listrik. Kondensator adalah banyak
seperti regulator tegangan cara bekerja dengan komputer Anda. Untuk
mencegah sirkuit atau electricals menggoreng, kapasitor menyimpan muatan
listrik konstan. Untuk alasan ini arus searah (DC) tegangan doesnt harus
melalui kapasitor karena mereka selalu konstan. Sebaliknya berlaku untuk
Alternating Current (AC) karena listrik yang mengalir sering perubahan
arah atau membalikkan polaritas. Karena yang konstan membalik polaritas,
AC saat ini memiliki untuk pergi melalui kapasitor sebelum pindah.
e)
Menjelaskan Fungsi & Manfaat Kapasitor
pada Perangkat Elektronik
Pada pembahasan sebelumnya, telah
dipelajari sebelumnya bahwa pada dua buah benda yang bermuatan tidak sejenis akan terdapat gaya
elektrostatis yang tarik-menarik.
Fungsi & manfaat kapasitor
dalam berbagai rangkaian listrik & rangkaian elektronika, yaitu:
1. Untuk menyimpan muatan listrik dan energi
listrik;
2. Untuk memiliki frekuensi pemancar pada
pesawat radio;
3. Sebagai perata tegangan dalam catu daya
( power supply);
4. Untuk menghilangkan percikan api pada
sistem pengapian mobil.
5. Kapasitor sebagai
kopling, dilihat dari sifat dasar kapasitor yaitu dapat dilalui arus ac dan tidak dapat dilalui arus dc dapat
dimanfaatkan untuk memisahkan 2 buah rangkaian yang saling tidak berhubungan
secara dc tetapi masih berhubungan secara ac(signal), artinya sebuah kapasitor
berfungsi sebagai kopling atau penghubng antara 2 rangkaian yang berbeda.
6. Kapasitor
berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power supply, yang saya maksud
disini adalah kapasitor sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor
yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan
ripple.
7. Kapasitor sebagai
penggeser fasa,
8. Kapasitor sebagai
pembangkit frekuensi pada rangkaian oscillator,
9. Kapasitor
digunakan juga untuk mencegah percikan bunga api pada sebuah saklar.
f) Kapasitas Kapasitor
Kemampuan kapasitor untuk
memperoleh dan menyimpan muatan listrik disebut kapasitor atau kapasitansi.
Satuan kapasitas kapasitor adalah farad (f). Kapasitas suatu kapasitor
didefinisikan sebagai perbandingan tetap antara muatan yang tersimpan dalam
kapasitor dan beda potensial antara kedua pelat konduktornya. Suatu kapasitor
memiliki kasitansi satu farad apabila beda potensial sebesar satu volt menghasilkan
muatan sebesar satu coulomb pada kapasitor tersebut.