MAKALAH MUATAN LISTRIK DAN HUKUM COULOMB
Tuesday, October 13, 2015
MUATAN
LISTRIK
Awal mula ditemukannya
listrik – Sebuah batu Ambar dapat
menarik benda-benda kecil setelah digosok-gosokkan dengan bulu hewan atau kain
sutra, ini menjadi bahan pemikiran Orang Yunani Kuno. Ini merupakan fenomena adanya
listrik yang sekarang Dunia menyebutnya Listrik Statis.
Selain Petir, fenomena ini merupakan salah satu
catatan terawal manusia mengenai listrik. Seorang Fisikawan Inggris William
Gilbert menciptakan istilah baru electricus untuk merujuk pada sifat penarikan
benda-benda kecil setelah digosok. dan tertuang dalam karyanya tahun 1600 De
Magnete. Awal kata listrik di ambil dari kata electrum dari bahasa latin dan
dalam Bahasa Inggris disebut electric, berasal dari bahasa Yunani ήλεκτρον
(ēlektron) untuk batu ambar. Batang karet keras, batang kaca, atau penggaris
plastik, jika digosok dengan sepotong kain juga akan menunjukkan “efek amber”
atau listrik statis sebagaimana yang kita sebut sekarang. Pada setiap kasus
tadi, suatu benda menjadi “bermuatan” listrik karena proses gosokan dan
dikatakan memiliki muatan listrik.
Benda bermuatan listrik
ialah benda yang mempunyai kelebihan sejumlah elektron atau proton. Benda yang
kelebihan sejumlah elektron akan bermuatan negatif dan yang kelebihan sejumlah
proton dikatakan bermuatan positif. Sekelompok partikel bermuatan, misalnya
atom-atom, atau elektron-elektron, selalu menempati suatu volume tertentu. Jika
ukuran volume yang ditempati partikel-partikel bermuatan tersebut sedemikian
kecilnya di bandingkan dengan jarak-jarak lain dalam persoalan yang
dibicarakan, maka partikel bermuatan tersebut dikatakan muatan titik. Dalam
literatur – biasa digunakan huruf q atau Q untuk menyatakan jumlah kelebihan
muatan positif atau negatif pada suatu benda.
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap
muatan Q besar atau kecil, positif atau negatif adalah merupakan kelipatan
dari:
e
=1,602 x 10-19C
Di sini – e – adalah muatan untuk satu elektron dan
Coulomb (C) adalah satuan muatan listrik.
HUKUM
COULOMB
Hukum Coulomb adalah
satu persamaan yang menggambarkan kekuatan elektrostatik antara muatan elektrik
yang terpisahkan jarak tertentu, degan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.
Dikembangkan pada 1780-an oleh ahli ilmu fisika Perancis Charles Augustin de
Coulomb yang merupakan orang penting pada pengembangan teori keelektromagnetan.
Hukum Coulomb dapat dinyatakan sebagai berikut:
Gambar
1 -1
Gambar 1-1 menunjukkan dua muatan titik QI dan
Q2terpisah pada jarak r dengan QI terletak di pusat salib sumbu XYZ. Hukum
Coulomb menyatakan bahwa gaya elektrostatika pada muatan Q2 akibat muatan QI
adalah :
dan besarnya :
Dengan cara matematika konstanto E0 yang disebut
permitivitas ruang hampa didefinisikan sebagai
Eo= 8, 85432
x 10-12 C2/N.m2 = 8, 85432 x 10-12 F/m
Jika QI dan Q2 berada dalam medium di elektrika
isotropik misalnya minyak, maka Eodalam. (1-1) harus diganti dengan E=KEo dan K
disini adalah konstanta dielektrika medium.
Misalnya QI, Q2,Q3,……., Qn pada posisi tetap dalam
suatu susunan salib sumbu. Maka gaya pada muatan QI aklbat muatan-muatan
lainnya adalah :
