Listrik StatisPada saat menyisir rambut kering, rambut tertarik oleh sisir. Mengapa rambut menempel di sisir?Pada mulanya rambut dan sisir bersifat netral. Suatu atom bersifat netral, karena jumlahproton dan elektron sama. Pada saat menggosokkan sisir pada rambut, sejumlah atom di dalam rambut terganggu, sejumlah elektron di dalam rambutmu terlepas dan berpindah ke sisir. Akibatnya, sisir memperoleh tambahan elektron, dan sisirmu itu tidak lagi netral, tetapi memiliki muatan negatif. Rambut kehilangan elektron, sehingga rambut itu bermuatan positif Peristiwa ini merupakan contoh mendapatkan listrik statis dengan cara menggosok. Listrik statis adalah berkumpulnya muatan listrik pada suatu benda.

Pengosongan Muatan ListrikLoncatan muatan listrik terjadi pada saat muatan listrik bergerak secara bersama-sama. Kejadian ini disebut pengosongan listrik statis. Petir merupakansalah satu contoh proses pengosongan. Pengosongan ituditunjukkan oleh sambaran petir. Pengosongan terjadi apabila tersedia suatu jalan bagi elektron-elektron untuk mengalir dari suatu benda bermuatan ke benda lain. Perpindahan muatan listrik statis dari satu benda ke benda lain disebut penetralan atau pengosongan muatan statis. Pengosongan itu lazimjuga disebut pentanahan, karena muatan itu sering dikosongkan dengan cara menyalurkan ke tanah. Pengosongan muatan statis di udara dapat terjadisangat besar sehingga menimbulkan suara dahsyat yang kita sebut petir.

Hukum Coulomb

Hukum Colomb menunjukkan bahwa gaya F berbanding terbalik dengan kuadrat jarakantara kedua pusat benda.

Setelah melakukan percobaan lain nya Colom menyimpulkan bahwa gaya F,berbanding lurus dengan muatan-muatannya

F μ qA qB

Setelah melakukan pengukuran yang sama, Coulomb menyimpulkan hasilnya dalam suatu hukum yang disebut Hukum Coulomb yang berbunyi:

Besarnya gaya antara muatan qA dan muatan qB, yang dipisahkanoleh jarak r, adalah berbanding lurus dengan besarnyakedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antaramuatan-muatan tersebut.

F = q₁.q₂r ²

Satuan Muatan: coulomb (C)

Muatan suatu benda sangat sulit diukur secara langsung. Akan tetapi, Coulomb menunjukkan bahwa besarnya muatan dapat dikaitkan dengan besarnya gaya. Dengandemikian, ia dapat menentukan besarnya muatan yang terkait dengan besarnya gaya yang dihasilkan. Satuan muatan dalam SI adalah coulomb (C). Satu coulomb adalah muatan dari 6,25 x 1018 elektron atau proton. Ingat bahwa muatanproton dan elektron adalah sama. Muatan yang dihasilkan ledakan petir besarnya sekitar 10 coulomb. Muatan pada satu elektron hanya 1,60 x10-19 C. Besarnya muatan suatu elektron disebut muatan elementer. Dengan demikian, benda sekecilapapun seperti uang logam pada sakumu mengandung lebih dari satu juta coulomb muatan negatif. Muatan yang dihasilkan dengan jumlah yang sangat besar ini hampir tidak ada efek eksternalnya sebab diimbangi dengan jumlah muatanpositif yang sama. Akan tetapi jika muatan tidak seimbang, muatan yang kecilpun seperti 10-9 C dapat mengakibatkan gaya yang besar.

LISTRIK DINAMIS

Listrik Dinamis mempelajari tentang muatan – muatan listrik bergerak yang menyebabkan arus listrik . Sedangkan listrik Statis mempelajari tentang muatan listrik yang diam . Cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis adalh muatan lisrtik di bagi waktu dengan satuan muatan listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik .

Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir pada alat listrik. tetapi melingkar kernbali ke sumber arus. Pada dasarnya alat listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu saluran. Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus listrik, tegangan. dan hambatan adalah George Simon Ohm (1787-1854) seorang ahli fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm. Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R. beda potensial V, dan kuat arus I, hubungan antara R, V, dan I secara matematis dapat ditulis:

HUKUM OHM

Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui konduktor itu. Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar di samping. Pada pelajaran Matematika telah diketahui bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis). Berdasarkan grafik, kemiringan garis adalah α = V/T Kemiringan ini tidak lain adalah nilai hambatan (R). Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin besar. Artinya, jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar. bahan tersebut makin sulit dilewati arus listrik. Komponen yang khusus dibuat untuk menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat). Sebuah resistor dapat dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu. Jika dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus. Namun, jika dipasang pada rangkaian yangrumit, seperti radio, televisi, dan komputer, resistor dapat berfungsi sebagai pengatur kuat arus. Dengan demikian, komponen-komponen dalam rangkaian itu dapat berfungsi dengan baik. Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom (campuran antara nikel, besi. krom, dan karbon). Selain itu, resistor juga dapat dibuat dari bahan karbon. Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara langsung dengan ohmmeter. Biasanya, ohmmeter dipasang hersama-sama dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut multimeter. Selain dengan ohmmeter, nilai hambatan resistor dapat diukur secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

1.2. Hambatan Kawat Penghantar Dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu kawat penghantar : 1. Sebanding dengan panjang kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya, 2. Bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan 3. berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya. Jika panjang kawat dilambangkan ℓ, hambatan jenis ρ, dan luas penampang kawat A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat ditulis

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanyaDapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkanarus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu ikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik

Daya dan Energi Listrik

Bila kamu memiliki sebuah radio tape, maka harus menyisihkan sebagian uang saku untuk membeli baterai yang dibutuhkan radio kesenangan tersebut, karenaenergi listrik yang dihasilkan baterai yang digunakan olehradio tape lama-kelamaan akan semakin habis, sehingga perlu menggantinya. Berapa sebenarnya daya listrik yang dibutuhkan radio itu?

Daya Listrik

Daya memiliki banyak arti yang berbeda. Pada Bab Energi dan Usaha, diterangkan bahwa daya adalah kemampuan melakukan usaha. Listrik dapat melakukan usahauntuk kita. Energi listrik dengan mudah diubah menjadi jenis energi lain. Sebagai contoh, daun-daun sebuah kipas angin dapat berputar dan mendinginkan kamu pada saat energi listrik diubah menjadi energi mekanik. Setrika listrik mengubah energi listrik menjadi energi panas. Daya listrik adalah laju energi listrik diubah menjadi bentuk energi lain.

Tiap alat listrik yang berbeda menggunakan energi yang berbeda. Alat-alat listrik sering diiklankan dengan menunjukkan pemakaian dayanya, yang bergantung pada jumlahenergi yang dibutuhkan tiap-tiap alat tersebut untuk menjalankannya.Elemen pemanas listrik dalam setrika listrik dan pemasak air listrik memiliki daya listrik besar. Namun, alat-alat tersebut tidak dihidupkan terus-menerus. Alat-alatyang dihidupkan lama bahkan sering terus-menerus, seperti almari es,

Penghitungan Daya

Daya listrik dinyatakan dalam satuan watt (W) atau kilowatt (kW). Jumlah daya yang digunakan oleh sebuah alat listrik berbanding lurus dengan beda potensial dan kuatarus listriknya, dan dapat dihitung dengan cara mengalikan beda potensial dengan arus.

P = V x I

Satu watt daya dihasilkan apabila arus satu ampere mengalir melalui suatu rangkaian dengan beda potensial satu volt.

Contoh Soal:

Pada sebuah kalkulator mengalir arus sebesar 0,01 A. Kalkulator tersebut bekerja denganbeda potensial 9 V. Berapakah daya yang digunakan kalkulator tersebut?

Langkah-langkah Pemecahan Masalah:1. Dik

arus, I = 0,01 A beda potensial, V = 9 V2. Ditanya :

daya, P3. Memilih persamaan.

P = V x I4. Pemecahan:

P = 9 V x 0,01 A = 0,09 W

Energi Listrik

Satuan energi listrik adalah joule (J) kilowatt-jam (kWh). Satu joule sama dengan satu watt (W) daya yang digunakan selama satu detik. Satu kilowatt-jam sama dengan1000 watt daya yang digunakan selama satu jam. Perusahaan listrik memberikan rekening tagihan setiap bulan untuk tiap kilowatt-jam daya yang kamu gunakan. Kitadapat menghitung besar tagihan itu dengan mengalikanjumlah energi yang dipakai dengan harga tiap kilowatt-jam.

Pengering Stereo TV BerwarnaRambut

Penghitungan Energi Listrik

Contoh Soal

Sebuah lemari es adalah salah satu pengguna daya listrik utama di rumah-tangga.Apabila lemari es ini menggunakan 300 W dan dijalankan 20 jam tiap hari, berapa banyakenergi (dalam kWh) digunakan dalam satu hari? Bila tarif listrik per kWh Rp. 500. Berapakahrekening listrik yang harus dibayar selama 1 bulan?Langkah-langkah Pemecahan-Masalah:1. Dik : daya, P = 300 W = 0,3 kW

waktu, t = 20 jam2. Ditanya : energi, E3. Memilih persamaan. E = P x t4. Pemecahan: E = 0,3 kW x 20 jam = 6 kWh

Jadi rekening listrik = 6 x 30 x Rp. 500,- = Rp. 90.000,-