Materi fisika ix listrik

“Sanggar Belajar Yang Menyenangkan

Ringkasan Materi

Ipa fisikaKelas IX

Listrik Statis

A. Muatan ListrikSatuan nilai muatan listrik adalah Coulomb. Pembahasan mengenai muatan listrik tidak lepas dari pembahasan atom. Konsep-konsep megenai atom adalah sebagai berikut:a. Bagian terkecil dari suatu benda (zat) dinamakan atomb. Bagian atom terdiri dari inti atom dan electron

c. Inti atom terdiri dari proton (positif) dan neutron (netral). Nilai muatan proton sebesar 1,6 x 10-19 coulomb

d. Bagian kulit atom diisi oleh neutron (negative) yang bernilai -1,6 x 10-19 coulomb

e. Bagian yang dapat bergerak bebas adalah electron .pergerakan inti terkadang dalam bentuk perpindahan kulit atom.

f. Perpindahan electron menyebabkan pengurangan jumlah electron sehingga benda tersebut bermuatan positif,sementara itu perpindahan electron yang menyebabkan penambahan jumlah electron menyebabkan benda tersebut bermuatan negative.

g. Perpindaha electron disebabkan interaksi antarmuatan listrik.B. Hukum Coulomb

Interaksi antarmuatan listrik menghasilkan gaya tarik menarik atau tolak menolak. Peristiwa tarik menarik atau tolak menolak antara dua muatan disebabkan oleh gaya yang disebut Gaya Coulomb. Rumusan gaya coulomb sebagai berikut:

C. Medan ListrikAdalah daerah yang masih terpengaruh oleh sifat kelistrikan suatu benda.Sifat kelistrikan benda dapat ditunjukkan oleh adanya garis gaya.Arah garis gaya menunjukkan jenis muatan yang ada dalam suatu benda.Beberapa hal yang berkaitan dengan garis gaya:a. Garis gaya pada benda bermuatan positif berupa garis gaya keluar bendab. Garis gaya pada benda bermuatan negative berupa garis yang menuju

dalam benda.c. Arah garis gaya dimulai dari muatan positif dan menuju muatan negative.d. Pelukisan tingkat kerapatan garis gaya menunjukkan besar kecilnya kuat

medan listrik.Gambar garis gaya listrik.

D. Induksi muatan listrikAdalah imbas/pengaruh muatan listrik yang terdapat pada suatu benda terhadap muatan lain yang ada pada benda di dekatnya.

2SANGGAR GALILEO PURWOKERTO

Peristiwa induksi muatan listrik diterapkan pada beberapa peralatan, di antaranya elektroskop dan penangkal petir.1. ElektroskopKeterangan:

a = daun elektroskopb = batang konduktorc = tabung isolasid = kepala elektroskop

elektroskop adalah alat untuk menyelidiki muatan serta jenis muatan listrik pada suatu benda. Elektroskop bermuatan positif jika mengalami kekurangan electron dan bermuatan negative jika kelebihan electron. Berikut adalah hal –hal yang terjadi pada elektroskop.

a. Elektroskop netral daunnya berada dalam kondisi tertutupb. Elektroskop netral, daunnya yang tertutup akan membuka jika disentuh

benda bermuatan listrik.c. Elektroskop yang telah membuka (karena telah bermuatan) daunnya

cenderung akan membuka lebar jika disentuh benda bermuatan sama dengan yang terdapat pada daun.

d. Elektroskop yan g telah membuka (karena telah bermuatan)daunnya akan cenderung menutup jika disentuh benda bermuatan berbeda dengan muatan yang terdapat pada daun elektroskop tersebut.

2. Penangkal PetirPrinsip kerja:Jika ada awan bermuatan mendekati ujung penangkal petir, ujung penangkal petir tersebut menjadi bermuatan, namun berkebalikan dengan muatan awan.Perpindahan muatan ini dapat menimbulkan petir atau tidak ada efek apapun pada keadaan biasa.Setelah terjadinya perpindahan muatan keadaan akan menjadi netral kembali.

E. Pemanfaatan listrik statis1. Pengendapan elektrostatis

3SANGGAR GALILEO PURWOKERTO

Elektroskop

Alat ini digunakan untuk membersihkan gas buang dari cerobong asap. Peralatan ini digunakan pada PLTU batubara dan pabrik semen yang banyak menghasilkan asap kotor.

2. Pengecatan mobilAlat penyemprot elektrostatis membuat cat mobil lebih rata,karena sebelum dicat, mobil diberi muatan yang berlawanan dengan butiran cat. Karena adanya medan listrik, maka butiran cat akan tertarik pada badan mobil.

3. Mesin fotokopi, printer inkjet dan printer laserAlat-alat ini menggunakan prinsip muatan secara induksi dan hukum coulomb.

4. Generator Van Der GraafDigunakan untuk percontohan listrik statis.

Listrik Dinamis

A. Arus ListrikMerupakan aliran muatan-muatan listrik.Besarnya muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar tiap satuan waktu disebut dengan kuat arus listrik.Secara matematis dituliskan sebagai berikut:Keterangan:I = kuat arus listrik (Ampere,A)Q= Muatan listrik (Coulomb,C)T= Waktu (sekon,s)Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah Amperemeter.Amperemeter selalu:

Dipasang secara seri dengan rangkaian yang akan diukur kuat arusnya Mempunyai hambatan dalam kecil agar kuat arus listrik mudah

melaluinya.

4SANGGAR GALILEO PURWOKERTO

I =Qt

V

Cara membaca skala Amperemeter:

I = Skala yangditunjuk jarumSkalamaksimumalat

x batas ukur

B. Tegangan ListrikDisebut juga beda potensial listrik yang disimbolkan sebagai VDefinisi tegangan listrik secara fisika adalah usaha (energy) untuk memindahkan muatan listrik . Perumusan secara matematis ditulis sebagai berikut.Keterangan:V = Tegangan listrik (Volt, Joule/coulomb)W = Usaha/energy (Joule)Q = Muatan listrik (Coulomb)

Besarnya teganagn listrik dalam suatu rangkaian dapat diukur dengan alat bernama Voltmeter.Voltmeter disusun secara parallel.

C. Rangkaian Komponen ListrikGambar rangkaian terdiri atas : baterai-lampu-sakelar-kawat penghantarFungsi saklar sebagai penghubung dan pemutus arus listrik.Dalam suatu rangkaian biasanya di pasang sekering untuk mencegah terjadinya korsleting.Saat terjadi korsleting:Hambatan kecil_Kuat arus besar_Kawat sekering putus_Aliran terhenti_Lampu padam

D. Hukum Ohm“Besar kuat arus yang mengalir pada suatu kawat penghantar sebanding dengan beda potensialnya asalkan hambatannya tetap”

5SANGGAR GALILEO PURWOKERTO

Pemasangan Amperemeter Amperemeter

V = WQ

Voltmeter Pemasangan Voltmeter

Percobaan hukum Ohm:

Persamaan hukum OhmKeterangan:V = beda potensial (volt)

I = kuat arus listrik (Ampere)R = hambatan listrik (ohm)

E. Konduktor,Isolator dan Semikonduktor1. Konduktor merupakan bahan atau zat yang dapat dengan mudah dilalui

arus listrik, karena electron-elektronnya mudah bergerak.Contoh: Alumunium, tembaga, perak dll

2. Isolator merupakan bahan atau zat yang sukar atau tidak dapat dilaluia arus listrik,karena electron bebas pada isolator sukar bergerak.Contoh: kayu, karet,kaca, dll

3. Semikonduktor memiliki daya hantar listrik diantara konduktor dan isolator.Jika suhu semakin tinggi,maka hambatan jenis bahan akan bertambah sehingga sukar mengalirkan arus listrik.Contoh:arsen,silicon,germanium

F. Hukum 1 Kirchoff“Besar kuat arus yang masuk melalui suatu titik percabangan sama dengan kuat arus yang keluar dari titik percabangan itu.”

G. ResistorNilai hambatan (resistor) pada kawat penghantar dipengaruhi oleh beberapa hal, misalnya:- Hambatan jenis (ρ)- Panjang kawat (ℓ)- Luas penampang (A)

Nilai hambatan kawat sebanding dengan luas penampang

Keterangan:

R = hambatan penghantar (ohm,Ω)

ρ = hambatan jenis (ohm meter, Ω m)

6SANGGAR GALILEO PURWOKERTO

L = panjang penghantar (meter,m)

A = luas penampang penghantar (m2)

Resistor tetapTerbuat dari padatan karbon,lapisan logam tipis, atau lilitan kawat. Berikut adalah symbol resistor tetap.

Ciri resistor tetap adalah mempunyai nilai hambatan tertentu. Besar nilai hambatan ditentukan dari kode warna resistor. Berikut adalah table nilai hambatan resistor karbon :

7SANGGAR GALILEO PURWOKERTO

Resistor Variabel (Reostat)Digunakan untuk mengatur besar kuat arus dalam suatu rangkaian. Ciri resistor variable adalah memiliki nilai hambatan yang berubah-ubah.Contoh rheostat:1) Hambatan geser

Berbentuk satu silinder berbahan isolator yang dililiti bahan konduktor. Fungsi hambatan geser adalah menghasilkan nilai hambatan yang kecil namun dapat diubah-ubah.

2) PotensiometerTerbuat dari bahan yang hambatan jenisnya besar,sehingga nilai hambatan yang dapat diberikan besar meskipun bentuk dan ukuran fisik potensiometer kecil.Potensiometer digunakan pada radio dan tape sebagai pengatur volume.

3) Termistor (Thermally Sensitive Resitor)Sangat peka terhadap perubahan suhu. Ada 2 macam termistora) Termistor koefisien suhu negative (NTC),jika suhu NTC naik nilai

hambatan berkurang.b) Termistor koefisien suhu positif(PTC), jika PTC naik nilai hambatan

bertambah.Termistor digunakan sebagai komponen alat pemadam kebakaran

4) FotoresistorPeka terhadap cahaya,nilai hambatannya berubahn sesuai besar kecilnya intensitas cahaya yang mengenainya.

H. Rangkaian Hambatan ListrikAda 2 macam:a) Rangkaian Seri

Rangkaian tak bercabangRseri = R1 + R2 + R3

b) Rangkaian ParalelRangkaian bercabang

1Rparalel

= 1R1

+ 1R2

+ 1R3

I. Tegangan Jepit dan Rangkaian BateraiTegangan jepit merupan beda potensial selama mengalirkan arus listrik, dinyatakan dengan huruf V satuannya Volt diukur dengan Voltmeter.Dalam suatu rangkaian listrik biasanya ada rangkaian yang hilang (∆ V), yang besarnya = I x r∆V = I x r

Sehingga E= V + ∆V

Hukum Ohm V= I x R

8SANGGAR GALILEO PURWOKERTO

E= I x (R+r)

I= ER+r

Secara umum:

I=nER+nr jika sumber tegangan disusun seri

I=E

R+rn jika sumber tegangan disusun peralel

9SANGGAR GALILEO PURWOKERTO