KELISTRIKAN DAN KEMAGNETAN - Contoh Makalah...HUKUM COULOMB Besarnyagayatarik-menarikatautolak-menolak antaraduabendayang bermuatanlistrik sebandingdenganhasilkali keduamuatan...

KELISTRIKAN KELISTRIKAN DAN DAN

KEMAGNETANKEMAGNETAN

SITI MAESYAROHSITI MAESYAROHSTKIP INVADA 2015STKIP INVADA 2015

LISTRIK adalahadalah sesuatusesuatu yang yang memilikimemiliki

muatanmuatan positifpositif (proton) (proton) dandan muatanmuatan negatifnegatif((elektronelektron) yang ) yang mengalirmengalir melaluimelalui penghantarpenghantar((konduktorkonduktor) ) dalamdalam sebuahsebuah rangkaianrangkaian..

STATISSTATIS STRUKTUR ATOMSTRUKTUR ATOM

MUATANMUATAN

DINAMISDINAMIS

MUATANMUATAN

LISTRIK DINAMISLISTRIK DINAMIS

ARUS LISTRIKARUS LISTRIK

RANGKAIAN LISTRIKRANGKAIAN LISTRIK

KELISTRIKANKELISTRIKANsifatsifat bendabenda yang yang munculmuncul daridari

adanyaadanya muatanmuatan listriklistrik

LISTRIK STATISSTATISListrik statis adalah energi yang dikandung oleh benda yang bermuatanlistrik.

MUATAN LISTRIKMUATAN LISTRIK

• PROTON

• ELEKTRON

• NEUTRON

HUKUM COULOMBHUKUM COULOMBBesarnyaBesarnya gayagaya tariktarik--menarikmenarik atauatau tolaktolak--menolakmenolak

antaraantara duadua bendabenda yang yang bermuatanbermuatan listriklistriksebandingsebanding dengandengan hasilhasil kali kali keduakedua muatanmuatantersebuttersebut dandan berbandingberbanding terbalikterbalik dengandengan

kuadratkuadrat jarakjarak antaraantara keduakedua muatanmuatan tersebuttersebut..

F F = = gayagaya coulomb (N)coulomb (N)k k = = tetapantetapan = 9 = 9 ×× 101099 Nm2/C2Nm2/C2Q1, Q2Q1, Q2 = = besarbesar muatanmuatan (coulomb)(coulomb)r r = = jarakjarak antarmuatanantarmuatan (m)(m)

kuadratkuadrat jarakjarak antaraantara keduakedua muatanmuatan tersebuttersebut..

MuatanMuatan elektronelektron = = ––1,6 1,6 ×× 1010--1919

MuatanMuatan proton proton = +1,6 = +1,6 ×× 1010--1919

MuatanMuatan neutron neutron = 0= 0

CONTOHCONTOH

DuaDua buahbuah muatanmuatan listriklistrik

masingmasing--masingmasing 4.104.10 -5 CCdandan

2,4.102,4.10 -5C C terpisahterpisah

padapada jarakjarak 12cm. 12cm. padapada jarakjarak 12cm. 12cm.

BerapaBerapa besarnyabesarnya gayagaya

yang yang bekerjabekerja padapada keduakedua

muatanmuatan tersebuttersebut??

MEDAN LISTRIK

Benda yang bermuatan listrikdikelilingi sebuah

daerahdaerah

a. Medan a. Medan listriklistrik muatanmuatanpositifpositifb. Medan b. Medan listriklistrik muatanmuatannegatifnegatif

E= E=

E = Medan E = Medan listriklistrik (N/C)(N/C)F = Gaya Coulomb (N)F = Gaya Coulomb (N)q = q = MuatanMuatan ListrikListrikR = R = jarakjarak titiktitik antarmuatanantarmuatan (m)(m)

PENERAPAN LISTRIK STATISPENERAPAN LISTRIK STATIS

LISTRIK DINAMISDINAMIS

ListrikListrik yang yang bisabisa bergerakbergerak

ARUSARUS LISTRIKLISTRIK

AliranAliran muatanmuatan

positifpositif daridari

PENAMPUNG AIR

BEDA POTENSIALpositifpositif daridari

potensialpotensial tinggitinggi

keke potensialpotensial

rendahrendah disebutdisebut

arusarus konvensionalkonvensional..

BEDA POTENSIAL

AIR MENGALIR

KuatKuat arusarus listriklistrik

BBanyaknyaanyaknyamuatanmuatan listriklistrikyang yang mengalirmengalirsetiapsetiap sekonsekon..

I = I = kuatkuat arusarus listriklistrik (A = ampere)(A = ampere)Q = Q = muatanmuatan listriklistrik (C = Coulomb)(C = Coulomb)t = t = waktuwaktu (s = (s = sekonsekon))

CONTOHCONTOH

•• MuatanMuatan sebesarsebesar 180 180 coulomb coulomb mengalirmengalir dalamdalam30 30 detikdetik. . HitunglahHitunglah kuatkuatarusarus listriknyalistriknya!!

• Jika diketahui kuat arussebuah sumber arus listrikadalah 5 A, hitunglahmuatan yang mengalirselama 1 menit!

HukumHukum Ohm Ohm MenyatakanMenyatakan: : jikajika tegangantegangan

padapada suatusuatu rangkaianrangkaiandinaikkandinaikkan, , arusarus dalamdalam

rangkaianrangkaian akanakan naiknaik; ; dandan jikajikategangantegangan diturunkanditurunkan, , arusarus

akanakan turunturun..

HAMBATANHAMBATAN

• Rangkaian hambatan SERISERIadalah beberapa hambatandisusun secara berurutan.

RUMUSRUMUS

HAMBATANHAMBATANRangkaian hambatan paralelparalel adalah hambatan

yang disusun berdampingan dengan ujunghambatan satu berhubungan dengan ujung

hambatan lain.

RUMUSRUMUS

DenganDengan R1 = 3 Ohm, R2 R1 = 3 Ohm, R2 = 2 ohm = 2 ohm dandan R3 = 5 R3 = 5 ohm. ohm. TentukanTentukan hambatanhambatanpenggantipengganti untukuntuk rangkaianrangkaiandidi sampingsamping !!

BesarBesar hambatanhambatan dalamdalam suatusuatukawatkawat penghantarpenghantar bergantungbergantungpadapada jenisjenis kawat,panjangkawat,panjang kawatkawatdandan luasluas penampangpenampang kawatkawat..

Hubungan antara hambatjenis (ρ), panjang kawat (l) dan luas penampang kawatdan luas penampang kawatpenghantar tampak dalampersamaan berikut

R = R = HambatanHambatan listriklistrik ((ΩΩ))ρρ = = hambathambat jenisjenis kawatkawat ((Ω Ω m)m)l = l = panjangpanjang kawatkawat (m)(m)A = A = LuasLuas penampangpenampang kawatkawat (m(m 2))

HambatHambat JenisJenis

KonduktorKonduktor

AdalahAdalah suatusuatu bahanbahan yang yang memungkinkanmemungkinkanelektronelektron--elektronelektron bergerakbergerak dengandengan mudahmudah

melaluimelalui bahanbahan tersebuttersebut..

IsolatorIsolatorAdalahAdalah bahanbahan yang yang tidaktidak

MemungkinkanMemungkinkan elektronelektron--elektronelektron

mengalirmengalir dengandengan mudahmudah

melaluimelalui bahanbahan tersebuttersebut..melaluimelalui bahanbahan tersebuttersebut..

KEMAGNETANKEMAGNETAN

Tarikan sebuah magnet pada Tarikan sebuah magnet pada bahanbahan--bahan magnetikbahan magnetik

Gaya Gaya magnetikmagnetik adalahadalah gayagaya yang yang menarikmenarik dandan menyebabkanmenyebabkan bendabenda--bendabenda tersebuttersebut menempelmenempel..

SIFAT MAGNETSIFAT MAGNET

FERROMAGNETIK FERROMAGNETIK bahanbahan//bendabenda yang yang dapatdapat ditarikditarik magnet magnet dengandengan kuatkuat..

PARAMAGNETIK PARAMAGNETIK dapatdapat ditarikditarik magnet, magnet, PARAMAGNETIK PARAMAGNETIK dapatdapat ditarikditarik magnet, magnet, namunnamun dayadaya tariknyatariknya lemahlemah..

DIAMAGNETIK DIAMAGNETIK tidaktidak dapatdapat ditarikditarik oleholehmagnet.magnet.

Magnet Magnet dapatdapat menarikmenarik bendabenda--bendabendadaridari bahanbahan tertentutertentu

Kutub tidaksama(berbeda) tarik

Kutub sama tolaksama(berbeda) tarik

menarik

Kutub sama tolakmenolak

KUTUB MAGNETKUTUB MAGNET

BagianBagian magnet yang magnet yang mempunyaimempunyai gayagayatariktarik terbesarterbesar

Magnet Magnet MemilikiMemiliki DuaDua KutubKutub

• Kutub magnet adalah ujung-ujung magnet yang mempunyai gaya tarik atau gaya tolakterbesar.

• Setiap magnet selalu mempunyai dua buah• Setiap magnet selalu mempunyai dua buahkutub, yaitu kutub utara ( N )dan kutubselatan (S).

Cara Cara MembuatMembuat MagnetMagnet

MenggosokMenggosok

DenganDengan menggosokkanmenggosokkanmagnet magnet secarasecara berulangberulang--

ulangulang dandan teraturteratur padapada besibesidandan bajabaja, , makamaka besibesi dandan

bajabaja akanakan bersifatbersifatbajabaja akanakan bersifatbersifatmagnetikmagnetik..

Kutub magnet yang dihasilkan di ujungbahan selaluberlawanan dengankutub magnet yang menggosoknya.

Cara Cara MembuatMembuat MagnetMagnetMengalirkanMengalirkan ArusArus ListrikListrik

Magnet yang Magnet yang dibuatdibuatdengandengan menggunakanmenggunakan arusaruslistriklistrik dinamakandinamakan dengandenganelektroelektro--Magnet.Magnet.

Cara Cara MembuatMembuat MagnetMagnetInduksi

MendekatkanMendekatkanbatangbatang bajabaja atauataubesibesi padapada sebuahsebuahmagnet magnet kuatkuatmagnet magnet kuatkuatdisebutdisebut InduksiInduksiMagnetikMagnetik

SetelahSetelah dijauhkandijauhkan kembalikembali, , besibesi akanakan mudahmudah kehilangankehilangan sifatsifatmagnetnyamagnetnya, , dandan bajabaja tetaptetapmempertahankanmempertahankan sifatsifat magnetnyamagnetnya..

MEDAN MAGNETMEDAN MAGNETMedan magnet Medan magnet adalahadalah daerahdaerahdidi sekitarsekitar magnet yang magnet yang menyebabkanmenyebabkan sebuahsebuah muatanmuatanyang yang bergerakbergerak disekitarnyadisekitarnyamengalamimengalami suatusuatu gayagaya..mengalamimengalami suatusuatu gayagaya..

Sifat garis-garis gaya magnetik•Garis-garis gaya magnet tidakpernah saling berpotongan.

•Garis-garis gaya magnet selalukeluar dari kutub utara magnet danmasuk ke kutub selatan magnet.keluar dari kutub utara magnet danmasuk ke kutub selatan magnet.

•Tempat yang garis-garis gayamagnetnya rapat menunjukkanmedan magnetnya kuat, sebaliknyatempat yang garis-garismagnetiknya renggang menunjukkanmedan magnetnya lemah.

BUMI MEMILIKI SIFAT MAGNETIK• Jarum kompas selalumenunjuk arah utara –selatan. Fakta inimenunjukkan bahwa bumimempunyai sifat magnetik.

Kutub utara dari magnet

Kutub Utara

Geografi

KutubSelatan magnetikbumi

• Kutub utara dari magnet batang imajiner terdapatdi dekat kutub selatangeografi bumi dan kutubselatan magnet batangimajiner terdapat di dekatkutub utara geografi bumi.

Geografibumi

Kutub Selatan

Geografi bumi

Kutub Utara magnetikbumi

MEDAN MAGNET DI SEKITARARUS LISTRIK

PercobaanPercobaan OerstedOersted (1820(1820 a) Pada saat kawat tidak dialiriarus listrik ( I = 0 ), jarumkompas tidak menyimpang ).

b) Pada saat kawat dialiri arusb) Pada saat kawat dialiri aruslistrik ke atas, kutub utarajarum kompas menyimpangke kanan.

c) Pada saat kawat dialiri aruslistrik ke bawah, kutub utarajarum kompas menyimpangke kiri.

KesimpulanKesimpulan ::

1.Di sekitar penghantar kawat yang dialiriarus listrik terdapat medan magnet.

2.Arah medan magnet bergantung padaarah arus listrik yang mengalir.

GarisGaris--garisgaris Gaya Gaya MagnetikMagnetik didi SekitarSekitarPenghantarPenghantar LurusLurus

Medan magnetik ( simbol B ) di sekitar kawat penghantarlurus yang dilalui arus listrikberbentuk lingkaran, dan dapatberbentuk lingkaran, dan dapatditentukan dengan aturantangan kanan.

Arah ibu jari = arah arus listrik ( I )

Arah keempat jari = arah medanmagnetik ( B )

Garis-garis Gaya Magnetik padaKumparan Berarus ( Solenoida )

Garis-garis medanmagnetik yang

ditunjukkan oleh polaserbuk-serbuk besi

Garis-garis gayamagnetik sebuah

kumparan persis sebuahmagnet batang

Kutub utara magnet kumparan dapat ditentukan degan aturan tagan kanan:

•Keempat jari = arah arus listrik ( I )

•Ibu jari = arah kutub utara ( N )

tagan kanan:

Elektromagnet

JikaJika keke dalamdalam kumparankumparanberarusberarus listriklistrik diberidiberi intiintibesibesi lunaklunak, , ternyataternyatapengaruhpengaruh kemagnetannyakemagnetannyapengaruhpengaruh kemagnetannyakemagnetannyamenjadimenjadi besarbesar. . SusunanSusunankumparankumparan dandan intiinti besibesilunaklunak inilahinilah yang yang disebutdisebutdengandengan elektromagnetelektromagnetatauatau magnetmagnet listriklistrik..

BesarnyaBesarnya medanmedan magnet magnet daridari magnet magnet listriklistrikditentukanditentukan oleholeh faktorfaktor –– faktorfaktor

Kuat arus yang mengalir padakumparan.

Semakin besar arusyang mengalir, yang mengalir, semakin besar medanmagnetnya.

Jumlah lilitan kumparan.

Semakin banyak jumlahlilitannya, semakin besarmedan magnetnya

Bahan inti yang dimasukkan padakumparan

PenggunaanPenggunaanElektromagnetikElektromagnetik

• Untukmengangkatbenda-bendadari besidari besi

Bel listrik • Jika sakelar ditekan maka arusakan segera mengalir sehinggakumparan menjadi bersifatmagnet sehingga jangkar besiakan tertarik dan palu/ pemukulakan mengenai gong. Pada saatjangkar besi ditarik oleh magnet maka arus akan terputus diinteruptor, akibatnya jangkar

BateraiSaklar tekan

Elektromagnet

Jangkar besi lunak

interuptor, akibatnya jangkarbesi akan kembali ke posisisemula dan arus kembalimengalir pada rangkaian dangong kembali berbunyi. Hal iniakan diulang-ulang sampaisakelar dilepas kembali.

Elektromagnet

Interuptor

Pemukul

• Gaya magnetik yang timbul pada penghantarberarus listrik digunakan untuk mengubah energilistrik menjadi energi gerak.

• Contoh : motor listrik dan alat ukur listrik.

Fungsi komutator adalahFungsi komutator adalahagar arus listrik yang mengalir pada loop tidakberbalik arah, sehinggaloop dapat terusberputar.