Tugas
FISIKA
MAKLAH
MEDAN LISTRIK
DisusunOleh :
NAMA : Muh.tamsir
NIM : 2016011023
DEPT : SISTEM
KOMPUTER
STMIK BINA ADINATA BULUKUMBA
2016/2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang
Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya, serta shalawat dan
salam tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, atas
terselesainya tugas MAKALAH yang berjudul “MEDANG LISTRIK”, dan tak lupa berterima kasih kepada guru Fisika
kami yang telah membimbing kami.
Disini kami akan menjelaskan tentang pengertian
medang listrik
Kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu kritik maupun saran dari pembaca sangat
dibutuhkan dan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca sekalian.
Bulukumba, 2 Mei 2017
BAB l PENDAHULUAN
BAB lll PENUTUP
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kata “Listrik” bisa membangkitkan bayangan teknologi modern
yang kompleks: komputer, cahaya, motor, daya listrik. Tetapi gaya listrik akan
tampak memainkan peranan yang lebih dalam pada kehidupan kita: menurut teori
atom, gaya yang bekerja antara atom dan molekul untuk menjaga agar mereka tetap
bersatu untuk membentuk zat cair dan padat adalah gaya listrik dan gaya listrik
juga terlibat pada proses metabolisme yang terjadi dalam tubuh kita. Banyak
gaya yang telah kita bahas sampai saat ini, seperti gaya elastik, gaya normal,
dan gaya kontak lainnya (dorongan dan tarikan) dianggap merupakan akibat dari
gaya listrik yang bekerja pada tingkat atomik.
Banyak gaya umum yang bisa dianggap
sebagai “gaya kontak”, seperti tangan Anda mendorong atau menarik kereta
belanja, atau raket tenis memukul bola tenis. Kebalikannya, baik gaya gravitasi
maupun gaya listrik bekerja dari jarak tertentu, gaya akan ada bahkan ketika
kedua benda tidak bersentuhan. Gagasan gaya bekerja dari jarak tertentu
merupakan suatu hal yang sulit untuk para pemikir zaman dulu. Newton
sendiri tidak merasa nyaman dengan gagasan ini ketika ia menerbitkan hukum gravitasi
universalnya. Cara yang biasa membantu untuk memahami situasi ini menggunakan
ide medan, yang dikembangkan oleh ilmuwan inggris Michael Faraday
(1791-1867).
Sebuah muatan listrik dikatakan
memiliki medan listrik di sekitarnya. Medan listrik adalah daerah di sekitar
benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Jika muatan lain
berada di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik, muatan
tersebut akan mengalami gaya listrik berupa gaya tarik atau gaya tolak.
Listrik mengalir dari saluran
positif ke saluran negatif. Dengan listrik arus searah jik kita memegang hanya
kabel positif (tapi tidak memegang kabel negatif), listrik tidak akan mengalir
ke tubuh kita (kita tidak terkena setrum). Demikian pula jika kita hanya
memegang saluran negatif.
Listrik dapat disimpan, misalnya
pada sebuah aki atau baterai. Listrik yang kecil, misalnya yang tersimpan dalam
baterai, tidak akan memberi efek setrum pada tubuh. Pada aki mobil yang besar,
biasanya ada sedikit efek setrum, meskipun tidak terlalu besar dan berbahaya.
Listrik mengalir dari kutub positif baterai/aki ke kutub negatif.
B. Tujuan
Penulisan
Adapun tujuan penulisan dalam pembuatan makalah ini adalah
untuk memenuhi tugas dalam mata kuliah Listrik Magnet. Selain itu juga penulis
bertujuan untuk mengetahui lebih jauh tentang medan gaya listrik serta untuk
menambah wawasan Kami sebagai Mahasiswa. Khususnya kelompok Kami
(kelompok I).
C. Pembatasan
Masalah
Dalam melakukan tugas makalah ini, kami sudah
melaksanakannya semaksimal mungkin akan tetapi karena adanya keterbatasan
kemampuan, waktu, tenaga dan pikiran maka kami membatasi masalah tentang medan
listrik.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Listrik
Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya
muatan listrik. Listrik, dapat juga diartikan sebagai berikut:
v Listrik adalah kondisi dari
partikel sub atomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan
penarikan dan penolakan gaya di antaranya.
v Listrik adalah sumber
energi yang disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena muatan listrik
mengalir dari saluran positif ke saluran negatif.
Bersama dengan magnetisme, listrik membentuk interaksi
fundamental yang dikenal sebagai elektromagnetisme. Listrik memungkinkan
terjadinya banyak fenomena fisika yang dikenal luas, seperti petir, medan
listrik, dan arus listrik. Listrik digunakan dengan luas di dalam aplikasi -
aplikasi industri seperti elektronik dan tenaga listrik.
B. Sifat-sifat
Listrik
Listrik memberi kenaikan terhadap 4 gaya dasar alami, dan
sifatnya yang tetap dalam benda yang dapat diukur. Dalam kasus ini, frase
"jumlah listrik" digunakan juga dengan frase "muatan
listrik" dan juga "jumlah muatan". Ada 2 jenis muatan listrik:
positif dan negatif. Melalui eksperimen, muatan-sejenis saling menolak dan
muatan-lawan jenis saling menarik satu sama lain. Besarnya gaya menarik dan
menolak ini ditetapkan oleh hukum Coulomb. Beberapa efek dari listrik
didiskusikan dalam fenomena listrik dan elektromagnetik.
Satuan unit SI dari muatan listrik adalah coulomb, yang
memiliki singkatan "C". Simbol Q digunakan dalam persamaan
untuk mewakili kuantitas listrik atau muatan. Contohnya, "Q=0,5
C" berarti "kuantitas muatan listrik adalah 0,5 coulomb".
Jika listrik mengalir melalui bahan khusus, misalnya dari
wolfram dan tungsten, cahaya pijar akan dipancarkan oleh logam itu. Bahan-bahan
seperti itu dipakai dalam bola lampu (bulblamp atau bohlam).
Setiap kali listrik mengalir melalui bahan yang mempunyai
hambatan, maka akan dilepaskan panas. Semakin besar arus listrik, maka panas
yang timbul akan berlipat. Sifat ini dipakai pada elemen setrika dan kompor
listrik.
C. Tanda muatan
listrik
Muatan listrik dapat bernilai negatif, nol (tidak terdapat muatan atau jumlah satuan muatan positif dan negatif sama) dan negatif. Nilai muatan ini akan memengaruhi perhitungan medan listrik dalam hal tandanya, yaitu positif atau negatif (atau nol). Apabila pada setiap titik di sekitar sebuah (atau beberapa) muatan dihitung medan listriknya dan digambarkan vektor-vektornya, akan terlihat garis-garis yang saling berhubungan, yang disebut sebagai garis-garis medan listrik. Tanda muatan menentukan apakah garis-garis medan listrik yang disebabkannya berasal darinya atau menuju darinya. Telah ditentukan (berdasarkan gaya yang dialami oleh muatan uji positif), bahwa:
·
Muatan positif (+) akan menyebabkan garis-garis medan
listrik berarah dari padanya menuju keluar,
·
Muatan negatif (-) akan menyebabkan garis-garis medan
listrik berarah menuju masuk padanya.
·
Muatan nol (
)
tidak menyebabkan adanya garis-garis medan listrik.
D. Teori Dasar
Medan Gaya Listrik
·
~ Garis medannya memiliki awal dan
akhir, berawal dari penghantar bertegangan sebagai sumbernya dan
berakhir pada struktur konduktif.
~ Besaran medan listrik
·
~ kuat medan listrik E, satuan kV/m.
Medan adalah suatu besaran
yang mempunyai harga pada tiap titik dalam ruang. Atau secara matematis, medan
merupakan sesuatu yang merupakan fungsi kontinu dari posisi dalam ruang.
Medan Listrik merupakan daerah atau
ruang di sekitar benda yang bermuatan listrik dimana, jika sebuah benda
bermuatan lainnya diletakkan pada daerah itu masih mengalami gaya elektrostatis
(disebut juga gaya coulomb).
Gaya listrik adalah gaya yang dialami
oleh obyek bermuatan yang berada dalam medan listrik. Rumusan gaya listrik
kadang sering dipertukarkan dengan hukum Coulomb, padahal gaya listrik bersifat
lebih umum ketimbang hukum tersebut, yang hanya berlaku untuk dua buah muatan
titik. Jadi suatu titik dikatakan berada dalam medan listrik apabila suatu
benda yang bermuatan listrik ditempatkan pada titik tersebut akan mengalami
gaya listrik.
Gambar
diatas titik B berada didalam daerah medan listrik yang disebabkan oleh benda
bermuatan A.
Gaya listrik, sebagaimana umumnya gaya, dilambangkan dengan
huruf F atau biasa d iberi indeks kecil di bawah E (electric)
atau L (listrik).
F = qE
Dengan :
q =
muatan listrik (coulomb)
E = medan
listrik (N/C)
Medan Listrik sering juga di pakai
istilah kuat medan listrik atau intensitas medan listrik. Kuat medan listrik di
suatu titik adalah gaya yang diderita oleh suatu muatan percobaan yang
diletakkan dititi itu dibagi oleh besar muatan percobaan.
Adanya medan gaya listrik digambarkan oleh Garis Medan
Listrik (Lines of Force) yang mempunyai sifat:
1.
Garis Medan listrik keluar dari muatan positif menuju ke muatan negatif
2.
Garis medan listrik antara dua muatan tidak pernah berpotongan
3. Jika medan listrik di
daerah itu kuat, maka garis medan listriknya rapat dan sebaliknya.
v Medan vektor, misalnya medan listrik dan medan
magnet
Ada
dua jenis muatan listrik yang diberi nama positif dan negatif. Muatan listrik
selalu merupakan kelipatan bulat dari satuan muatan dasar e. Muatan dari
elektron adalah - e dan proton + e. Benda menjadi bermuatan
akibat adanya perpindahan muatan dari satu benda ke benda lainnya, biasanya
dalam bentuk elektron. Muatan bersifat kekal. Muatan tidak diciptakan maupun
dimusnahkan pada proses pemberian muatan, tetapi hanya berpindah tempat.
Gaya yang dilakukan oleh satu muatan kepada muatan lainnya bekerja sepanjang
garis yang menghubungkan muatan-muatan. besarnya gaya berbanding lurus dengan
hasil kali muatanmuatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Gaya
akan tolak menolak jika muatanmuatan mempunyai tanda yang sama dan akan tarik menarik
jika mempunyai tanda yang tidak sama. Hasil ini dikenal sebagai Hukum Coulomb :
Dimana :
F = gaya tarik (N)
r = jarak muatan q1 dan q2 (m)
k = tetapan Coulumb = 8,99x109
(N.m2 /C2)
q1 dan q2 = muatan listrik (Coulumb)
Sebuah muatan listrik dikatakan memiliki medan listrik di
sekitarnya. Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik
yang masih mengalami gaya listrik. Jika muatan lain berada di dalam medan
listrik dari sebuah benda bermuatan listrik, muatan tersebut akan mengalami
gaya listrik berupa gaya tarik atau gaya tolak.
Arah medan listrik dari suatu benda
bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik.
Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik dengan
arah keluar dari muatan tersebut. Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis
gaya listrik dengan arah masuk ke muatan tersebut.
Besar medan listrik dari sebuah
benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji q’
diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat
medanlistrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang
timbul di antara keduanya dibagi besar muatan uji. Jadi, dituliskan:
F = E q’
Kuat medan listrik juga merupakan
besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik
atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah
muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut.
Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah
masuk atau menuju ke muatan tersebut.
E. Distribusi
muatan listrik
Medan listrik tidak perlu hanya
ditimbulkan oleh satu muatan listrik, melainkan dapat pula ditimbulkan oleh
lebih dari satu muatan listrik, bahkan oleh distribusi muatan listrik baik yang
diskrit maupun kontinu. Contoh-contoh distribusi muatan listrik misalnya:
·
kumpulan titik-titik muatan
·
kawat panjang lurus berhingga dan tak-berhingga
·
lingkaran kawat
·
pelat lebar berhingga atau tak-berhingga
·
cakram tipis dan cincin
F.
Garis-garis Medan Listrik
·
Memvisualisasikan pola-pola medan listrik adalah dengan
menggambarkan garis-garis dalam arah medan listrik.
·
Vector medan listrik di sebuah titik titik, tangensial
terhadap garis-garis medan listrik.
·
Jumlah garis-garis per satuan luas permukaan yang tegak
lurus garis-garis medan listrik, , sebanding dengan medan listrik di daerah
tersebut.
 |
Gaya Coulomb di sekitar suatu muatan
listrik akan membentuk medan listrik. Dalam membahas medan listrik, digunakan
pengertian kuat medan. Untuk medan gaya Coulomb, kuatmedan listrik adalah
vektor gaya Coulomb yang bekerja pada satu satuan muatan yang kita letakkan
pada suatu titik dalam medan gaya ini, dan dinyatakan dengan E (r).
Muatan yang menghasilkan medan
listrik disebut muatan sumber. Misalkan muatan sumber berupa muatan
titik q. Kuat medan listrik yang dinyatakan pada suatu vektor posisi terhadap
muatan sumber tsb, adalah medan pada satu satuan muatan uji. Bila kita gunakan
muatan uji sebesar q’→0 pada vektor posisi r relatif terhadap muatan
sumber, kuat medan harus sama dengan E(r ).
dimana
adalah vektor satuan arah radial keluar.
G. Kuat Medan Gaya
Listrik
Medan gaya listrik yaitu Gaya
elektrostatik yang dialami oleh satu satuan muatan positif yang diletakkan di
titik itu setiap satuan muatannya. Didefinisikan sebagai hasil bagi gaya
listrik yang bekerja pada suatu muatan uji dengan besar muatan uji tersebut.
Besar medan listrik dari sebuah
benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji q’
diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat medan
listrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang timbul
di antara keduanya dibagi besar muatan uji.
Kuat medan listrik juga merupakan
besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik
atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah
muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut.
Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah
masuk atau menuju ke muatan tersebut.
1. Di
Suatu Titik Akibat Suatu Muatan Sumber
Misalkan ada Sebuah Titik P yang
berjarak r dari suatu muatan sumber q, maka arah kuat medan listrik di titik P
searah dengan gaya elektrostatis yang dialami oleh sebuah muatan uji q’ yang
bermuatan positif yang diletakkan di titik tersebut, dan digambarkan sebagai
berikut:
2.
Akibat Beberapa Muatan
Medan listrik adalah gaya listrik
persatuan muatan. Karena gaya listrik mengikuti prinsip superposisi secara
vektor, demikian juga yang terjadi pada medan listrik. Hal ini berarti kuat
medan listrik dari beberapa muatan titik adalah jumlah vektor kuat medan
listrik dari masing – masing muatan titik. Misalkan dua buah muatan listrik +q1
dan –q2 terletak seperti terlihat dalam gambar:
Kuat medan listrik di P akibat
muatan +q1 adalah E1 yang arahnya menjauhi q1 dan kuat medan listrik di P
akibat ,muatan – q2 adalah E2 yang menuju q2. Dengan metode penjumlahan vektor,
maka kuat medan listrik total di titik P ( Ep ) adalah :
H. Energi medan listrik
Medan listrik menyimpan energi. Rapat energi suatu medan listrik diberikan oleh
 |
Dengan :
·
E adalah vektor medan listrik.
Total
energi yang tersimpan pada medan listrik dalam suatu volum V adalah
Dengan
dT adalah elemen diferensial volum.
I.
Fluks Listrik
Apabila terdapat garis-garis gaya
dari suatu medan listrik homogen yang menembus tegak lurus suatu bidang seluas
A, maka hasil kali antara kuat medan listrik E dan luas bidang A yang tegak
lurus dengan medan listrik itu disebut dengan fluks listrik (Φ).
Di mana Φ = fluks medan listrik (N/C m2 =
weber = Wb)
E
= kuat medan listrik (N/C)
A
= luas bidang yang ditembus listrik (m2)
θ
= sudut antara vektor E dan garis normal bidang
J.
Hubungan Medan Listrik dan Medan Magnet dengan Kesehatan
Para ahli telah sepakat
bahwa medan listrik dan medan magnet yang berasal dari jaringan listrik
digolongkan sebagai frekuensi ekstrim rendah dengan konsekuensi kemampuan
memindahkan energi sangat kecil, sehingga tidak mampu mempengaruhi ikatan kimia
pembentuk sel-sel tubuh manusia. Disamping itu sel tubuh manusia mempunyai kuat
medan listrik sekitar 10 juta Volt/m yang jauh lebih kuat dari medan listrik
luar. Medan listrik dan medan magnet dengan frekuensi ekstrim rendah ini juga
tidak mungkin menimbulkan efek panas seperti yang dapat terjadi pada efek medan
elektromagnet gelombang mikro, frekuensi radio, dan frekuensi yang lebih tinggi
seperti pada telepon seluler. Adanya sementara orang yang tinggal dekat dengan
jaringan transmisi listrik melaporkan keluhan-keluhan seperti sakit kepala,
pusing, berdebar dan
susah tidur serta kelemahan seksual adalah bersifat subyektif,
karena persepsi mereka yang kurang tepat.
Gejala Efek Medan Gaya Listrik:
1. Sistem saraf. Mengantuk, insomnia, susah berkonsentrasi,
mudah lupa, cepat marah, depresi,tegang leher, sempoyongan, nyeri kepala,
kesemutan.
2. Sistem sirkulasi (jantung dan pembuluh darah). Nyeri dada, jantung
berdebar-debar, gangguan irama jantung, tekanan darah tinggi.
3. Sistem pencernaan. Sariawan, sakit maag (gastritis),
sembelit, mencret, perut kembung.
4. Sistem penglihatan. Mata mudah lelah, penglihatan kabur.
5. Sistem pendengaran. Telinga berdenging. Sistem anggota gerak
tubuh. Mudah lelah, nyeri otot, kaku pada persendian.
6. Sistem
anggota gerak tubuh. Mudah lelah, nyeri otot, kaku pada persendian.
7. Sistem ekskresi (ginjal dan salurannya). Sering kencing,
susah kencing.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Listrik mengalir dari saluran
positif ke saluran negatif. Dengan listrik arus searah jika kita memegang hanya
kabel positif (tapi tidak memegang kabel negatif), listrik tidak akan mengalir
ke tubuh kita (kita tidak terkena setrum). Demikian pula jika kita hanya
memegang saluran negatif.
Listrik dapat disimpan, misalnya
pada sebuah aki atau baterai. Listrik yang kecil, misalnya yang tersimpan dalam
baterai, tidak akan memberi efek setrum pada tubuh. Pada aki mobil yang besar,
biasanya ada sedikit efek setrum, meskipun tidak terlalu besar dan berbahaya.
Listrik mengalir dari kutub positif baterai/aki ke kutub negatif.
Medan adalah suatu besaran yang mempunyai
harga pada tiap titik dalam ruang. Atau secara matematis, medan merupakan
sesuatu yang merupakan fungsi kontinu dari posisi dalam ruang.
Medan Listrik merupakan daerah atau ruang di
sekitar benda yang bermuatan listrik dimana jika sebuah benda bermuatan lainnya
diletakkan pada daerah itu masih mengalami gaya elektrostatis.
Gaya listrik adalah gaya yang dialami oleh obyek
bermuatan yang berada dalam medan listrik. Rumusan gaya listrik kadang sering
dipertukarkan dengan hukum Coulomb, padahal gaya listrik bersifat lebih umum
ketimbang hukum tersebut, yang hanya berlaku untuk dua buah muatan titik.
Adanya Medan Listrik digambarkan
oleh Garis Medan Listrik (Lines of Force) yang mempunyai sifat:
1.
Garis Medan listrik keluar dari muatan positif menuju ke muatan negatif
2.
Garis medan listrik antara dua muatan tidak pernah berpotongan
3.
Jika medan listrik di daerah itu kuat, maka garis medan listriknya rapat dan
sebaliknya.
Arah medan gaya listrik
v Jika muatan sumber muatan positif
maka arah garis medan listrik adalah menuju keluar.
v Jika muatan sumber adalah negatif
maka arah garis medan adalah masuk ke dirinya sendiri.
Kuat medan gaya listrik yaitu Gaya elektrostatik yang
dialami oleh satu satuan muatan positif yang diletakkan di titik itu setiap
satuan muatannya. Didefinisikan sebagai hasil bagi gaya listrik yang bekerja
pada suatu muatan uji dengan besar muatan uji tersebut.
B. Saran
Makalah ini untuk mengetahui lebih
jauh tentang medan listrik serta untuk menambah wawasan kita tentang pengertian
listrik, medan gaya listrik, sifat-sifat listrik, kuat medan listrik, dan
gejala terjadi medan listrik tersebut.
Kritik dan Saran yang bersifat
membangun selalu Kami harapkan demi kesempurnaan makalah Kami. Bagi para
pembaca yang ingin mengetahui lebih jauh mengenai Medan Listrik, penulis
mengharapkan agar para pembaca membaca buku-buku lainnya yang berkaitan dengan
judul Medan Gaya Listrik.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,
Douglas C. 2001. FISIKA, edisi kelima, jidil 2. Jakarta : Erlangga.
Supiyanto.
2007. Fisika SMA XII Kurikulum KTSP Standar Isi 2006. Jakarta :
Erlangga.
Jatmiko, Budi. 2004. Modul
Fis.20.Listrik Statis. Surabaya : Bagian Proyek Pengembangan Kurikulum
www.IndofamilyNetHealth.com/2009/02/06/
Gejala_Efek_Medan_Listrik/Medan_Listrik.doc
-
bab2-medan-listrik_dan_hukum_grauss.pdf
-
Bahan_ajar_Fisika_Dasar._Fakultas_Kehutanan_UGM/Fisika_dasar.doc
www.id.wikipedia.org./wiki/Gaya_listrik/
No comments:
Post a Comment