RUMUS RUMUS PENTING FISIKA TOPIK : LISTRIK Tutor : Santo Edi S
Prinsip super posisi kuat medan listrik
I. LISTRIK STATIS I.1.
+ Q2
Hukum Coulomb E1
F q xq 1 2 1 F r2
q1
r
q2
I.2.2 Pada Plat sejajar Diantara keping (0 < r < d)
Dimana ; k
E
r o
4 r o
E
E
I.2.
Medan Listrik Yaitu daerah yang muatan listrik
dipengaruhi
A
Diluar Keping (r < d)...........E = 0 I.3.
Potensial Listrik
I.3.1 oleh
Muatan titik q’
Q
r o r = Permitivitas relatif medium > 1 Untuk medium udara r = 1,
maka k = 9 x 109 Nm2/c2 Catatan : Muatan listrik sejenis terjadi gaya tolak menolak Muatan listrik berlawanan jenis terjadi gaya tarik menarik
r
+ + + +
Q dimana A
1
r = Permitivitas relatif medium > 1 Untuk medium udara r = 1,
Q
Q1
ER
E2
q q Maka F k 1 2 r2
I.2.1
-
F dimana F = E q’ ; q' q’ = muatan uji
E
kQ Maka : E r2
Arah vektor E : Bila muatan Q positif, maka arah E radial menjauhi muatan Q, Bila muatan Q negatif, maka arah E radial menuju muatan Q
Q
Pada suatu titik r
q’
Vp = E . r
Untuk beberapa muatan : Catatan : Jika Q positif, maka Vp positif Jika Q negatif, maka Vp negatif I.3.2 Pada Plat Sejajar * Diantara keping (0 < r < d) V =E.d V
Qd
A r o
* Diluar keping (r > d) V =E.r
+ + + +
r
-
-
RUMUS RUMUS PENTING FISIKA TOPIK : LISTRIK Tutor : Santo Edi S
I.3.3.
Bola Konduktor Medan Listrik
Potensial Listrik
C : Kapasitas kapasitor V : Potensial pada ujung-ujung kapasitor II.2.
V k
Q R
(r < R) Ek
Q R2
V k
Q R
E k
Q r2
V k
Q r
(r = R) Di luar Bola (r > R)
Q
Usaha Listrik
kQ kQ W = r1 r2
q
W = q V Dimana : W = Ek II. KAPASITOR II.1. Fungsi Kapasitor a. Menyimpan Muatan Listrik Q = C.V Menyimpan Energi Listrik W = ½ C V2
A
b. Kapasitor bola berongga jari-jari r C = 4 R r o R untuk medium udara = l r Co = 4 R r o maka Cmedium = Co r c. Dua Bola Berongga Sepusat
W = - Ep
r2
r1
b.
A C r o d =>1 r Untuk medium udara = l maka r sehingga : Cmedium = Co r A
Di kulit Bola
I.5.
a. Kapasitor Keping Sejajar medium
Di dalam Bola E = 0
Jenis - Jenis Kapasitor
a
C
b
II.3.
4 a x b r o a b
Susunan Kapasitor
a. Susunan Seri C1
C2
Qgab = Q1 = Q2 Vgab = V1 + V2 + . . 1
1 1 ... C C C gab 1 2 Untuk n kapasitor identik, maka : Cgab = C / n
RUMUS RUMUS PENTING FISIKA TOPIK : LISTRIK Tutor : Santo Edi S
b. Susunan Paralel
III. 3. Alat Alat Ukur Listrik
C1
Vgab = V1 = V2 = . . . Qgab = Q1 + Q2 + . . . Cgab = C1 + C2 + . . .
C2
Untuk n kapasitor identik, maka :
Amperemeter : Rsh
Rd n 1
Voltmeter : RD = RV x ( n - 1 ) Rd dan RV = hambatan dalam alat
n
Batas Ukur Baru ( BUB) Batas Ukur Lama ( BUL)
Cgab = n.C III. LISTRIK DINAMIS
IV. MEDAN MAGNET INDUKSI
III. 1 Tahanan/Hambatan Kawat
IV.1. Kuat Medan Magnet
l Hambatan kawat : R = (ohm) A = hambatan jenis, yang bergantung pada jenis
bahan dan suhu kawatnya.
Hukum Ohm : i = V/R atau V = i x R Susunan Tahanan : Seri : Rtot = R1 + R2 + R3 + ..... itot = i1 = i2= i3 = ..... Vtot = V1 + V2 + V3 + ..... Paralel :
1 1 1 1 +.... Rtot R1 R2 R3 itot Vtot
= i1 + i2+ i3 + ..... = V1 = V2 = V3 = .....
a. Kawat lurus pendek : B=
i
o (cos + cos ) 1 2 4 a
b. Kawat lurus panjang tak hingga : B=
i o
2 a
c. Kawat melingkar sumbu pusat: B=
iN o . a sin 2 r2
d. Kawat Melingkar di pusat lingkaran : B=
iN o 2a
III. 2. Hukum Kirchoff
f. Kawat Solenoida dan Toroida :
Hukum Kirchoof I : imasuk = ikeluar
B=
Hukum Kirchoff II : E + i.R = 0 E + i.R = VAB
iN o L
Pada Solenoida : L = Panjang Solenoida pada toroida : L = keliling toroida (untuk loop) (tegangan jepit)
RUMUS RUMUS PENTING FISIKA TOPIK : LISTRIK Tutor : Santo Edi S
IV.2. Arah Medan Magnet Arah Medan Magnet : Kaidah tangan kanan dengan di kepal : Ibu jari : Arah arus Lipatan Jari : Arah putaran medan magnet di sekitar arus
c. Hukum Lent’z V = B. l . v sin
= sudut B dengan v
VI. ARUS & TEGANGAN BOLAK BALIK
IV.3. Gaya pada Medan Magnet
Imaks = 2 Ieff I = Imaks sin wt
Gaya Lorenz : a. Arus listrik memotong Medan Magnet F = B .i. L sin
w = kecepatan sudut = 2 f
b. Muatan listrik memotong Medan Magnet F = B .Q. V sin jari - jari lintasan : R = m . V / B.Q
Vmaks = 2 Veff V = Vmaks sin wt
2 T
Rangkaian R-L-C Seri : R
C
L
c. Dua kawat lurus sejajar berarus listrik : F=
i i l o12 2 a
Arah arus searah : Gaya tarik menarik Arah arus berlawanan : Gaya tolak menolak Momen Kopel : M = N. A. B. i sin Fluks Magnet : = B. A. cos = sudut medan magnet dengan garis normal bidang V. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK V. 1. GGL Induksi : a. Hukum Faraday :
d N =N dt t
V=misal :
V = ½ B.w.L2 (kawat diputar)
AC
V2 = VR2 + (VL - VC )2 dan Z2 = R2 + ( XL - XC )2 Kuat arus : I =
V Z
Dimana : XL = L dan
XC = 1 /(. C)
Faktor daya : cos = R / Z = beda sudut fase antara V dengan I Sifat Rangkaian Induktif ( XL > XC) V = Vmaks sin (wt + ) Tegangan mendahului Arus
Sifat Rangkaian Kapasitif ( XL < XC) V = Vmaks sin (wt - )
b. Hukum Henry :
Arus mendahului Tegangan
V=-
Sifat Rangkaian Resistif ( XL = XC) V = Vmaks sin wt Tegangan dan arus sefase
di i L =-L dt t
L = induktansi diri = (Henry) Generator : V = N .B .A . sin V = Vmaks sin Tegangan maksimum : Vmax =N .B .A .
Frekuensi Resonansi : f =
1 2
1 LC
RUMUS RUMUS PENTING FISIKA TOPIK : LISTRIK Tutor : Santo Edi S
