magnet dan kelistrikan

MAGNET DAN LISTRIK

                                                       

Makalah disusun Untuk Memenuhi Tugas Konsep Dasar IPA

Disusun Oleh

Keken Devana Putri                                               (160141157)

Dosen Pengampu

Novitasari, M.Pd.

PGSD II/D

SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN MUHAMMADIYAH BANGKA BELITUNG

TAHUN PELAJARAN 2016/1017

KATA PENGANTAR

            Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmatnya-Nya penulis dapat merangkum dan menyelesaikan makalah Konsep Dasar IPA yang berjudul “MAGNET DAN LISTRIK”. Terimakasih untuk Ibu Novitasari, M.Pd sehingga tim penulis bisa mengetahui dan memahami tentang apa yang berhubungan dengan makalah yang penulis buat ini.

            Semoga makalah yang tim penulis susun ini bisa bermanfaat dan bisa membangun pengetahuan untuk membaca, memahami, dan bisa diterapkan di lingkungan masyarakat. Jika ada sanggahan atau kritikan penulis berharap dari pembaca mau memberikan nya kepada tim penulis. Selama tim penulis membuat makalah ini jika masih banyak kekurangan serta kesalahan mohon pembaca dapat memakluminya.

                                                                                                Pangkalpinang, Maret 2017

                                                                                                            Tim Penulis

KATA PENGANTAR……...…………………………………………..................	ii
DAFTAR ISI……………...………………………………….…………................	iii
BAB  I  PENDAHULUAN A.  Latar Belakang Masalah………….……..…….……………................. B.  Rumusan Masalah……………….…….….…..……………….............. C.  Tujuan ................……………….…………..….……………................ D.  Manfaat...................................................................................................	1 2 3 3
BAB II  PEMBAHASAN A.  Pengertian Magnet.....………………………………………………….. B.  Jenis-Jenis Magnet.................................................................................. C.  Sifat-Sifat Magnet................................................................................... D.  Teori Kemagnetan................................................................................... E.   Teori Magnet Elementer.......................................................................... F.   Gaya Lorentz........................................................................................... G.  Bahan Magnetik dan Bahan Non Magnetik............................................ H.  Penggunaan Magnet dalam Kehidupan Sehari-Hari............................... I.     Muatan Listrik......................................................................................... J.     Hukum Coulomb..................................................................................... K.  Medan Listrik.......................................................................................... L.   Energi Potensial Listrik........................................................................... M. Arus, hambatan, resistensi dan konduktivitas Listrik.............................. N.  Hukum Ohm........................................................................................... O.  Gaya Gerak Listrik..................................................................................	4 5 6 7 7 8 12 14 15 15 16 18 18 19 20
BAB III PENUTUP A.  Kesimpulan………………………………………………..................... B.  Saran .........………………………………………..…….......................	21 21
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………...............	22

DAFTAR ISI

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Di bumi ini tentunya kita tidak asing dengan benda yang bernama magnet. Benda yang memiliki medan magnet dan dua kutub ini dapat menarik benda-benda yang mengandung unsur logam dan tidak semua jenis logam dapat ditarik. Hanya logam-logam tertentu terutama logam yang berkategori feromagnetik. Kita dapat menemukan magnet dimana saja, misalnya di toko mainan, toko bangunan, bahkan di bumi yang kita pijak ini terdapat sumber medan magnet yang sangat banyak. Pada magnet terdapat dua kutub, yaitu kutub utara yang selalu mengarah ke utara bumi dan kutub selatan bumi yang selalu mengarah ke selatan. Dan tak jarang kita juga bisa menemukan magnet di dalam alat-alat elektronik. Biasanya kita melihat magnet dalam berbagai bentuk, contohnya magnet U (tapal kuda), magnet batang, magnet lingkaran, magnet jarum (kompas), dan lain-lain. Namun sebenarnya magnet yang ada sekarang ini, hampir semuanya adalah magnet buatan.

Magnet sebenarnya tidak hanya berupa magnet batang, jarum, lingkaran, dan lain-lain yang biasa kita lihat pada umumnya. Tetapi magnet juga bisa dibuat dengan cara sederhana dan tidak membutuhkan bahan-naha tertentu yang rumit seperti pada pembuatan magnet buatan. Kita hanya membutuhkan bahan-bahan sederhana yang ada di sekitar kita, dan cara pembuatannya pun tak serumit magnet buatan pabrik. 

Selain itu magnet juga sangat berguna bagi manusia. Misalnya saat kita tersesat di hutan kita dapat menggunakan kompas sebagai penunjuk jalan, dalam hal ini magnet juga ikut berperan penting. Magnet kulkas digunakan untuk menyimpan catatan di pintu kulkas. Tidak hanya itu, magnet juga sangat berguna dalam dunia kesehatan. Sejak dulu magnet sudah digunakan dalam dunia pengobatan, terutama dalam pengobatan alami (Naturopathy). Selain karena murah, hanya dengan satu set magnetic terbukti sangat bermanfaat bagi seluruh anggota keluarga (tidak hanya untuk pengobatan, tapi juga untuk hidup sehat alami).

Listrik merupakan kebutuhan manusia yang sangat penting dalam kehidupannya. Banyak peralatan yang ada di sekeliling kita selalu menggunakan bantuan listrik. Berkat bantuan dari listrik-listrik inilah manusia dapat dengan mudah menyelesaikan pekerjaan mereka

Kata listrik bisa membangkitkan bayangan tekonologi modern yang kompleks : komputer, cahaya, motor, daya listrik. Pemakaian energi listrik dewasa ini sudah sangat luas, bahkan manusia sangat sulit melepaskan diri dari kebutuhan dengan energi listrik. Andai kata tidak ada listrik, itu berarti tidak ada televisi, lampu penerangan, tidak ada lampu lalu lintas, dan lain-lain. Sebaliknya, dengan listrik kehidupan manusia menjadi sangat menyenangkan. Televisi, lampu penerangan, lampu lalu lintas, semua menggunakan listrik. Jadi, listrik dapat dikatakan sebagai suatu bentuk hasil teknologi yang sangat vital dalam kehidupan manusia. Semakin lama tidak ada satupun alat kebutuhan manusia yang tidak membutuhkan listrik. Karena semua ini manusia tiap hari selalu berfikir bagaimana menciptakan dan menggunakan energi listrik secara efektif dan efesien.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa itu magnet, prinsip, sifat, teori dan manfaat magnet dalam kehidupan sehari-hari ?

2.      Apa itu muatan listrik dan medan listrik?

3.      Apa itu hukum coulomb?

4.      Apa hubungan kelistrikan dengan kemagnetan?

C.    Tujuan

1.      Untuk mengetahui prinsip, sifat, teori dan manfaat magnet dalam kehidupan sehari-hari.

2.      Untuk mengetahui medan muatan listrik dan medan magnet.

3.      Untuk mengetahui bunyi hukum coulomb.

4.      Untuk mengetahui hubungan kelistrikan dengan kemagnetan.

D.    Manfaat

1.      Makalah ini diharapkan berguna untuk memberikan sumbangan terhadap usaha peningkatan dan pengembangan mutu pendidikan.

2.      Tujuan praktis dari makalah ini adalah untuk meningkatkan pengetahuan mahasiswa Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan Muhammadiyah tentang konsep magnet dan listrik serta penerapan konsep dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Magnet

Magnet adalah objek yang mempunyai suatu medan magnet. Magnet berasal dari bahasa Yunani “magnes atau magnetis lithos yang berarti batuan magnesian. Magnesia adalah nama sebuah provinsi di Yunani pada masa lalu yang kini bernama manisa (sekarang berada di wilayah Turki), di provinsi inilah pertama kali magnet di temukan. Magnet merpakan benda yang dapat menarik benda yang terbuat dari besi, baja, nikel dan kobalt. Magnet didefinisikan sebagai bahan feromagnetik dengan daerah magnetik terarah sama sehingga menghasilkan medan magnet disekitarnya.

Sebuah magnet terdiri atas megnet-magnet kecil yang tersusun dari kutub utara yang menghadap ke arah kutub selatan magnet dan sebaliknya. Magnet-magnet kecil tersebut dinamakan domain atau magnet elementer. Sebuah magnet terdiri atas magnet-magnet elementer yang tersusun secara teratur. Magnet mempunyai bagian yang paling kuat daya tariknya yaitu bagian kutub magnet, terdiri bagian kutub utara (KU) dan kutub selatan (KS). Ruangan di sekitar magnet yang masih dipengaruhi adanya gaya magnet disebut medan magnet. Kuat medan magnet ditunjukkan oleh garis-garis magnet yang disebut fluks.

Menurut proses terjadinya magnet dapat berupa magnet alam dan magnet buatan. Magnet alam adalah magnet yang tidak dibuat orang/magnet yang secara alami terdapat di alam tanpa proses pembuatan. Magnet itu sudah bersifat magnet sejak semula. Magnet alam mempunyai bentuk yang tidak teratur, seperti buatan alami/bongkahan berbagai batuan yang dapat menarik benda dari besi.

Berdasarkan bentuknya, magnet buatan mempunyai beberapa bentuk yaitu; magnet batang, tabung, silinder, U, ladam, lingkaran, jarum, dan lempng. Hubungan yang menarik antara dua kutub ini yaitu adanya garis gaya magnet antar keduanya. Garis gaya ini hanyalah garis khayal dari suatu magnet. Garis gaya ini berasal dari kutub utara menuju kutub selatan.

Berdasarkan adanya garis gaya inilah akan dihasilkan sifat interaksi antarkutub-kutub magnet. Jika dua kutub magnet yang sama didekatkan maka akan terjadi sifat saling tolak. Sebaliknya, jika dua kutub magnet yang berbeda didekatkan akan terjadi sifat saling menarik. Sehingga kita dapat membuat aturan untuk kutub magnet: kutub senama tolak-menolak, dan kutub tak senama tarik-menarik. Kutub-kutub magnet selalu berpasangan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua, ternyata hasilnya berupa dua magnet yang lebih kecil dan masing-masing tetap memiliki kutub utara dan selatan.

B.     Jenis-Jenis Magnet

1.      Magnet Tetap

Magnet tetap tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik). Jenis magnet tetapselamaini yang diketahuiterdapatpada :

a.       Neodymium Magnets, merupakan magnet tetap yang paling kuat.

b.      Samarium-Cobalt Magnets

c.       Plastic Magnets

d.      Alnico Magnets

2.      Magnet Tidak Tetap

Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah electromagnet.

3.      Magnet Buatan

Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang adasekarangini. Bentuk magnet buatanantaralain :

a.       Magnet U

b.      Magnet batang

c.       Magnet lingkaran

d.      Magnet jarum (kompas)

C.    Sifat-Sifat Magnet

Magnet memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

a.       mampu menarik benda-benda yang mengandung bahan besi, kobalt atau nikel.

b.      Kekuatan gaya tarik magnet yang paling kuat terletak pada kutub-kutubnya. Makin dekat jarak kutub magnet terhadap suatu benda, makin kuat tarikan magnet itu.

c.       Magnet mempunyai 2 buah kutub, yaitu kutub utara (North/N) dan kutub selatan (South/S).

d.      Kutub utara magnet menunjuk ke arah selatan magnet bumi, kutub selatan magnet menunjuk ke arah kutub utara magnet bumi.

e.       Kompas merupakan alat penunjuk arah. Di dalam terdapat magnet harum yang bergerak bebas. Jarum kompas selalu menunjuk arah utara dan selatan.

f.       Kutub-kutub magnet yang sama akan tolak menolak dan kutub-kutub magnet tidak sama akan tarik-menarik.

g.      Gaya tarik magnet dapat menembus benda-benda tipis seperti kertas dan plastik.[1]

D.    Teori Kemagnetan

Dalam teoti kemagnetan terdapat beberapa prinsip yang perlu dipahami, meliputi:

1.      Sebuah magnet akan selalu tersusun atas magnet-magnet kecil yang disebut sebagai manget elementer.

2.      Pada benda magnetik, baik benda magnetik/non magnetik tersusun magnet elementer sacara acak. Namun, yang membedakan penyusunan magnet elemen untuk bahan magnetik lebih mudah menjadi teratur di banding non magnetik.

3.      Bahan magnetik yang bukan magnet dapat diubah menjadi magnet. Cara mengubahnya adalah dengan prinsip membuat magnet elementer didalam benda tersebut menjadi teratur atau searah semua.

4.      Bahan magnetic lunak lebih mudah diubah menjadi magnet. Hal ini disebab kan oleh magnet elemneter yang lebih mudah disusun untuk dijadikan teratur.

5.      Apabila satu buah magnet dipotong, masing-masing potongan magnet tersebut akan tetap menjadi magnet dan masing-masing juga memiliki kutub utara dan kutub selatan.

E.     Teori Magnet Elementer

Setiap benda magnetik pada dasarnya terdiri magnet-magnet kecil yang di sebut magnet elementer. Prinsip membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur. Sebuah kapur jika dibagi menjadi bagian-bagian yang sangat kecil. Setiap bagian itu masih mempunyai sifat kapur. Demikian pula magnet, jika dibagi-bagi, setiap bagian magnet masih mempunyai dua jenis kutub magnet, yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan magnet (S). Berdasarkan kenyataan itu, dikembangkanlah teori magnet yang disebut teori magnet elementer.

Dalam teori ini dikatakan bahwa sifat magnet suatu benda (besi atau baja) ditimbulkan oleh magnet-magnet kecil dalam benda tersebut yang disebut magnet elementer. Suatu benda akan bersifat magnet jika magnet-magnet elementernya mempunyai arah yang cendrung sama dan tidak mempunyai sifat magnet jika magnet-magnet elementernya mempunyai arah acak (sembarang). Pada besi magnet-magnet elementernya menunjuk arah yang sama. Antar magnet elementer tersebut terdapat gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik. Akan tetapi, dibagian ujung magnet hanya terdapat gaya tolak-menolak.

Itulah sebabnya pada ujung-ujung magnet terdapat gaya magnet paling kuat, sedangkan bagian tengahnya lemah. Pada besi bukan magnet, magnet-magnet elementernya mempunyai arah acak atau sembarang karena arahnya acak, gaya terik-menarik dan tolak-menolak antar magnet elementer saling meniadakan. Itulah sebabnya pada besi bukan magnet tidak tedapat gaya magnet (sifat magnet).

Benda-benda yang magnet elementernya mudah diatur arahnya dapat dibuat menjadi magnet. Namun, magnet ini kemagnetannya tidak awet. Magnet yang demikian disebut magnet lunak. Sebaliknya, ada benda yang sulit dijadikan magnet. Namun, setelah menjadi magnet kemagnetan awet. Magnet yang demikian disebut magnet keras.

F.     Gaya Lorentz

Hendrik Antoon Lorentz adalah seorang peneliti efek yang akan timbul dari kawat dan medan magnet yang saling berinteraksi. Penelitian ini menghasilkan istilah gaya Lorentz, yaitu gaya yang timbul akibat interaksi pengantar arus dalam medan magnet.

a.       Gaya Lorentz pada Kawat Berarus Listrik

Apabila kawat penghatar dengan panjang l dialiri arus listrik sebesar l, kemudian kawat tersebut diletakkan pada daerah yang dipengaruhi medan magnet B, maka kawat tersebut akan mengalami gaya Lorentz yang besarnya dipengaruhi oleh besar medan magnet, kuat arus dan sudut yang dibentuk oleh medan magnet dan arus listrik. Gaya Lorenz dirumuskan :

Florentz = B І ô sin α

B = kuat medan magnet (Tesla)

І = kuat arus yang mengalir pada kawat (ampere)

ô= panjang kawat (meter)

α = sudut yang dibentuk oleh B dan l

b.      Arah Gaya Lorentz

Untuk menentukan arah gaya lorentz bisa menggunakan dua alternatif cara/kaidah yaitu kaidah tangan kanan atau kaidah pemutaran sekrup.

Kaidah Tangan Kanan

                

Ibu jari= arah arus listrik

Jari telunjuk = arah medan magnet

Jari tengah = arah gaya lorentz

c.       Kaidah Pemutaran Sekrup

 

Jika sekrup diputar dari І ke B serah dengan arah jarum maka arah gaya lorentz ke bawah. Sebaliknya, jika diputar dari І ke B dengan arah berlawanan arah jarum jam maka akan menghasilkan gaya lorentz ke arah atas.

d.      Gaya lorentz pada Kawat Sejajar yang Berarus Listrik

Jika ada dua buah kawat lurus berarus listrik yang diletakkan sejajar berdekatan pada sebuah medan magnet akan mengalami gaya Lorentz berupa gaya tarik menarik apabila arus listrik pada kedua kawat tersebut serah dan gaya tolak menolah apabila arus listrik pada kedua kawat tersebut berlawanan arah.

Besar gaya tarik menarik atau tolak menolak di antara dua kawat sejajar yang berarus listrik dan terpisah sejauh a dapat ditentukan dengan menggunakan rumus :

                             

F₁ = F₂ = f = gaya tarik menarik atau tolak menolak (newton)

μ₀ =permeabilitas vakum (4π. 10^-7 Wb/Am)

I₁ = kuat arus pada kawat A

I₂ = kuat arus pada kawat B

α = jarak kedua kawat

Ɩ = panjang kawat penghantar

e.       Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak dalam Medan Magnet

Apabila muatan listrik q bergerak dengan kecepatan v di dalam sebuah medan magnet B, maka muatan listrik tersebut akan mengalami gaya lorentz yang besarnya dirumuskan :

FI = q . v. B sin α

Q = muatan listrik (columb)

V = kecepatan gerak muatan (m/s)

B = kuat medan magnet (T)

α = sudut yang dibentuk oleh v dan B

       

Arah gaya lorentz yang dialami partikel bermuatan q yang bergerak dalam sebuah medan magnet adalah tegak lurus dengan arah kuat medan magnet dan arah kecepatan benda bermuatan tersebut. Untuk menentukan arahnya perlu perhatikan hal berikut :

a.       Bila muatan q positif (proton), maka arah v searah dengan I

b.      Bila muatan q negatif (elektron), maka arah v berlawanan dengan I

Jika besarnya sudut antara v dan B adalah 90^o (v tegak lurus dengan B) maka lintasan partikel bermuatan listrik akan berupa lingkaran, sehingga akan berupa lingkaran, sehingga partikel akan mengalami gaya sentripetal yang besarnya sama dengan gaya lorenz. Dirumuskan :

 

R = jari-jari lintasan partikel (m)

M = massa partikel (kg)

V = kecepatan partikel (m/s)

B = kuat medan magnet (T)[2]

G.    Bahan Magnetik dan Bahan Non Magnetik

Benda dapat digolongkan berdasarkan sifatnya. Kemampuan suatu benda menarik benda lain yang berada didekatnya disebut kemagnetan. Berdasarkan kemampuan benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda bukan magnet. Namun, tidak semua benda logam yang berada di dekat magnet dapat ditarik. Oleh karena itu sifat kemagnetan benda dapat digolongkan menjadi :

a.       Bahan magnetik (feromagnetik), yaitu bahan yang dapat ditarik magnet dengan kuat.

Contoh: besi, baja, besi silikon, nikel dan kobalt.

b.      Bahan magnetik

1.      Paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet.

Contoh: alumunium, magnesium, wolfram, platina dan kayu.

2.      Diamagnetik, yaitu bahan yang ditolak oleh magnet.

Contoh: bismuth, tembaga, emas, perak, seng, garam kapur.

Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet. Benda itu ada yang mudah dan ada yang sulit dijadikan magnet. Baja sulit untuk dibuat magnet, tetapi setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Oleh karena itu, baja digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi mudah untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya mudah hilang. Oleh karen itu, besi digunakan untuk membuat magnet sementara.

Berdasarkan jenis bahan yang digunakan, magnet dapat dibedakan menjdi empat tipe;

a.       Magnet Permanen Campuran.

Magnet tipe ini adalah keras dan memiliki gaya tarik sangat kuat. Magnet permanen campuran dibagi menjadi:

a)    Magnet alcomax, dibuat dari campuran besi dengan alumunium.

b)   Magnet alnico, dibuat dari campuran besi dengan nikel.

c)    Magnet ticonal, dibuat dari campuran besi dengan kobalt.

b.      Magnet Permanen Keramik.

Tipe magnet ini di sebut juga dengan magnadur, terbuat dari serbuk ferit dan bersifat keras serta memiliki gaya tarik kuat.

c.       Magnet Besi Lunak.

Tipe magnet besi lunak disebut juga stalloy, terbuat dari 96% besi dan 4% silikon. Sifat kemagnetannya tidak keras dan sementara.

d.      Magnet Pelindung.

Tipe magnet ini disebut juga mumetal, terbuat dari 74% nikel, 20% besi, 5% tembaga, dan 1% mangan. Magnet ini tidak keras dan bersifat sementara.[3]

H.    Penggunaan Magnet dalamKehidupanSehari-Hari

Contoh penggunaan magnet dalam kehidupan sehari-hari :

1.      Jarum kompas adalah dari magnet permanen.

2.      Pintu kulkas memiliki magnet permanen agar selalu tertutup.

3.      Kartu ATM dan kartu kredit memiliki jalur magnet yang berisi informasi.

4.      TV dan monitor computer menggunakan elektromagnetik untuk menghasilkan gambar.

5.      Mikrofon dan speaker menggunakan kombinasi magnet permanen dan elektromagnetik.

6.      Media rekaman magnetik: Tape VHS biasa mengandung golongan tape bermagnet. Informasi yang memproduksi video  tape.

7.      Kaset audio kompak mengandung magnet untuk menghasilkan audio.

8.      Kartukredit, kartu debit, dankartu ATM: Semua kartu ini memiliki jalur bermagnet pada sisi-sisinya. Jalur ini mengandung informasi yang dibutuhkan untuk menghubungi institusi keuangan pribadi dan menghubungkan dengan rekening bank.

9.      Magnet di lemari es memastikan pintu lemari es kedap udara, dengan itu menghindari pemborosan energi.

10.  Loudspeaker dan mikrophon: Loudspeaker merupakan kombinasi magnet permanen dan elektromagnetik. Loudspeaker pada dasarnya perangkat yang mengkonversi energy listrik (sinyal) ke energi mekanik (suara). Elektromagnetik membawa sinyal, yang menghasilkan perubahan bidang megnet dan menarik bidang yang ada pada magnet permanen. Pergerakan penarikan dan penolakan menggerak kan, yang menghasilkan suara. Kebanyakan speaker tergantung kepada teknologi ini, tetapi ada juga yang menggunakan konsep yang berbeda. Mikrophon memiliki kon atau selaput yang terlekat pada gelungan kabel. Gelung itu terletak dalam megnet  berbentuk khusus. Bila suara mengegar kan selaput maka gelung itu turut bergetar dan menghasilkan voltage saat ia melalui medan magnet. Voltage dalam kabel  ini adalah sinyal listrik yang mewakili  suara asal.

11.  Motor listrik dan generator: Motor listrik (seperti speaker) tergantung pada kombinasi electromagnet dan magnet permanen, dan seperti speaker, mengganti energy listrik menjadi energy mekanis. Generator bertindak merubah energy mekanis ke energy listrik.

12.  Transformer / trafo: Transformer merupakan perangkat yang mengkonversi energy listrik antara dua perangkat yang terpisah menggunakan listrik melalui konektor magnet.

I.       Muatan Listrik

Studi tentang kelistrikan dapat dibedakan menjadi 2 bagian yaitu,listrik statis dan listrik dinamis. Listrik statis adalah suatu bidang ilmu yang mempelajari tentang muatan listrik yang berada dalam keadaan diam, sedangkan listrik dinamis adalah suatu bidang ilmu mempelajari tentang muatan listrik yang bergerak.

Suatu benda yang dikatan bermuatan listrik negatif jika benda tersebut memperoleh tambahan elektron dari benda lain. Sebaliknya, benda bermuatan listrik positif apabila benda tersebut mengalami pengurangan elektron.

J.      Hukum Coulomb

Charles Coulomb (1736 – 1806) menyelidiki gaya-gaya listrik dengan eksperimen yang mirip dengan eksprimen Cavendish dalam kajian gravitasi. Hasil eksperimen itu sekarang dikenal dengan hokum coulomb, yang menyatakan bahwa gaya f antara dua benda bermuatan Q1 dan Q2 yang berjarak r adalah berbanding lurus dengan hasil kali besar dua muatan itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, yang dapat dituliskan sebagai  F = k  dengan k adalah konstanta coloumb.

Keterangan :

F = gaya coulomb (N).

Q_1,Q₂ = muatan listrik benda 1 dan 2 (C)

r = jarak anatara dua muatan listrik (m)

k = konstanta pembanding/konstanta gaya Coloumb

Contoh:

Electron dan proton dari atom hydrogen dipisahkan oleh jarak sebesar 5,3x10m. hitungan besarnya gaya listrik antara kedua partikel!

Penyelesaian:

        Berdasarkan hokum coulomb,kita dapat menghitung besarnya gaya coulomb,yaitu:

 

= 9,0 x

=8,22 x

K.    Medan Listrik

Medan listrik merupakan salah satu besaran  listrik yang memiliki kaitan dengan interaksi coulomb. Medan listrik merupakan suatu besaran fisis yang memiliki mulai pada setiap titik dan ruang. Medan dapat dikategorikan menjadi dua,yaitu medan scalar dan medan fektor. Medan skalar adalah medan untuk besaran skalar yang hanya mempunyai besar,yang selalu datar digambarkan dengan plot isogaris atau (garis garis yang menghubungkan nilai nilai besaran yang identik). Medan fektor adalah untuk besaran fektor yang mempunyai besar dan arah ,sehingga penggambaranya tidak selalu mudah. Medan listrik di sekitar sebuah muatan atau sekelompok muatan yang dapat diselidiki dengan mengukur gaya pada sebuah muatan uji positif yang kecil. Mendan listrik E pada suatu titik dalam ruang diidefinisikan sebagai gaya F yang dilakukan pada muatan uji positif kecil pada titik itu dibagi dengan besar

muatan uji q yang dapat ditulis sebagai : E= 

keterangan :

E = medan listrik

F = gaya

Q = besar muatan

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa medan listrik adalah besaran fektor  yang mempunyai arah sama dengan arah gaya dan besarnya sama dengan besar gaya persatuan muatan. Oleh karna itu satuan medan listrik E adalah newton/coloumb (N/C).

Contoh :

Hitunglah besarnya medan listrik, apabila besarnya gaya listrik yang bekerja pada sebuah proton yang berada dalam medan listrik adalah 3,2. .

Penyelesaian :

Karena muatan proton adalah q = +1,6.maka median listrik yang bekerja pada muatan itu adalah

 E = 

    =

    = 2.

L.     Energi Potensial Listrik

Potensial listrik pada suatu titik dalam medan  listrik didefinisikan sebagai energy potensial tiap satuan muatan pada titik tersebut. Selain itu juga dapat didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan tiap satuan muatan terhadap gaya yang ditimbulkan oleh medan listrik, bila suatu muatan dibawa dari tempat  tak berhingga ke suatu titik tertentu. 

Joule merupakan satuan energi yang terlalu besar untuk electron, atom, atau molekul dalam fisika atom, fisika inti, kimia, atau biologi molekuler. Untuk keperluan ini biasanya digunakan satuan electron volt (eV).

1 eV    = (1,6 x )(1,0 V)

= 1,6 x

M.   Arus, Hambatan, Resistivikasi, Dan Konduktivitas Listrik

Arus listrik (I) dapat dihasilkan dari sebuah muatan (Q) bergerak yang memalui suatu penampang penghantar selama waktu (t). jika muatan Q yang lewat dalam interval waktu t adalah konstan, maka arus listrik rata-ratanya adalah I =

Keterangan :

I = arus listrik

Q = muatan

T = waktu

Satuan  arus listrik adalah ampere(A), coulomb(C), untuk muatan, dan sekon(s) untuk waktu, di mana I ampere = 1 coulomb/sekon.

Menurut perjanjian, arah arus listrik diambil sebagai arah muatan positif yang akan bergerak untuk menghasilkan efek yang sama seperti arus yang teramati. Jadi arus listrik selalu diasumsikan bergerak dari terminal positif baterai menuju terminal negative dalam suatu rangkain listrik eksternal.

Hambatan (R) konduktor adalah perbandingan antara beda potensial (V) antara ujung-ujung konduktor itu dan arus (I) yang dihasilkannya, sehingga  R =

Keterangan :

R = hambatan

V = beda potensial

I = arus listrik

Satuan hambatan adalah ohm (Ώ), yaitu 1 ohm  = 1 volt/ampere.

            Resistivikasi sebagian besar zat bervariasi terhadap temperature, karena atom-atomnya bergetar dengan amplitude lebih besar jika temperature dinaikkan sehigga gerak electron-elektron bebas dalam logam makin cepat. Sedangkan konduktifitas () dari suatu bahan merupakan kebalikan dari resistivitas, dirumuskan :   =

N.    Hukum Ohm

Hambatan suatu konduktor tergantung pada sifat-sifatnya (misalnya sifat zat dan ukurannya) dan beda potensial yang diberikan padanya. Dalam beberapa konduktor, R bertambah jika V dinaikkan, pada beberapa konduktor lainnya R berkurang jika V bertambah. Dalam konduktor lainnya lagi R tergantung pada arah arus. Dalam konduktor yang mempunyai hambatan konstan arus I sebanding dengan beda potensialnya, sehingga I =

Hubungan ini dikenal sebagai hokum Ohm karena hubungan ini pertama kali dibuktikan secara eksperimen oleh ahli fisika Jerman bernama George Ohm (1787-1854). Hokum Ohm tidak sama dengan definisi hambatan, R = V/I. Hukum Ohm hanya berlaku untuk konduktor-konduktor yang mempunyai perbandingan V/I adalah konstan.[4]

O.    Gaya Gerak Listrik

Beda potensial antara ujung-ujung baterai,generator,atau sumber energy listrik lainnya ketika sumber energi itu tidak dihubungkan dengan rangkaian listrik eksternal disebut gaya gerak listrik (emf = electromotive force), dan diberi lambang .

Pengalaman sehari-hari menunjukkan bahwa ketika arus ditarik dari suatu baterai,voltage (tegangan) pada terminal (ujung-ujungnya) turun dibawah nilai ggl-nya. Sebagai contoh, ketika kita menghidupkan mobil dengan lampu dalam keadaan hidup, kita bisa memperhatikan bahwa nyala lampu menjadi redup. Hal ini terjadi karena “stater” menarik arus yang besar, akibatnya tegangan baterai (“aki”) turun. Penurunan tegangan terjadi karena reaksi kimia dalam baterai tidak dapat memasuk muatan cukup cepat untuk mempertahankan ggl secara penuh.[5]

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Magnet merpakan benda yang dapat menarik benda yang terbuat dari besi, baja, nikel dan kobalt. Magnet didefinisikan sebagai bahan feromagnetik dengan daerah magnetik terarah sama sehingga menghasilkan medan magnet disekitarnya. Magnet mempunyai bagian yang paling kuat daya tariknya yaitu bagian kutub magnet, terdiri bagian kutub utara (KU) dan kutub selatan (KS).

Jenis-jenis magnet yaitu ada magnet tetap, magnet tidak tetap, dan magnet buatan. Magnet mampu menarik benda-benda yang mengandung bahan besi, kobalt atau nikel. Kekuatan gaya tarik magnet yang paling kuat terletak pada kutub-kutubnya. Sebuah magnet akan selalu tersusun atas magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Manfaat magnet dalam kehidupan sehari-hari yaitu jarum kompas adalah dari magnet permanen, pintu kulkas memiliki magnet permanen agar selalu tertutup, kartu ATM dan kartu kredit memiliki jalur magnet yang berisi informasi.

Listrik adalah aliran elektron-elektron dari atom ke atom pada sebuah penghantar. Semua atom memiliki partikel yang disebut elektron terletak pada orbitnya mengelilingi proton. Atom yang paling sederhana adalah atom Hydrogen (Atom Air), yaitu hanya mempunyai satu elektron yang mengelilingi satu proton. Medan listrik merupakan salah satu besaran  listrik yang memiliki kaitan dengan interaksi coulomb. Medan listrik yaitu suatu besaran fisis yang memiliki mulai pada setiap titik dan ruang.

B.     Saran

Dalam sebuah penulisan, tentu diperlukan dilakukannya penulisan lanjutan guna meningkatkan ilmu pengetahuan. Dalam membuat makalah, disarankan mencari referensi yang lebih luas lagi, sehingga pembahasan akan semakin mendalam dan lebih efektif. Sehingga akan benar-benar memberikan manfaat dimana akan didapat sebuah pengetahuan yang dapat diterapkan di dalam masyarakat.

DAFTAR PUSTAKA

Dra. Margaretta Sri Y, M.pd, dkk. 2006. Konsep Dasar IPA. Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia.

http://rumushitung.com/2015/01/16/rumus-gaya-lorentz-dan-cara-menentukan-arahnya/

https://www.scribd.com/doc/26758497/KEMAGNETAN-Tujuan-Pembelajaran-Menjelaskan-Gejala,

https://edisutoto.wordpress.com/2011/03/07/pengertian-gaya-gerak-listrik-ggl/.

Yosephat Sumardi,dkk. 2008. Konsep Dasar Ipa di Sd. Jakarta : Universitas Terbuka.

---

[1] Dra. Margaretta Sri Y, M.pd, Konsep Dasar IPA, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung, 2006, hlm 78.

[2] Forum Tanya Jawab dari http://rumushitung.com/2015/01/16/rumus-gaya-lorentz-dan-cara-menentukan-arahnya/.html, pada tanggal 1 Maret 2017 pukul 18.00.

[3] Diakses https://www.scribd.com/doc/26758497/KEMAGNETAN-Tujuan-Pembelajaran-Menjelaskan-Gejala, pada tanggal 1 Maret 2017

[4] Yosaphat Sumardi,dkk.,Konsep Dasar Ipa di Sd, Universitas Terbuka, Jakarta, 2008, modul 11.3-11.26

[5] Edisutoso, “Pengertian Gaya Gerak Listrik”,  Word Press, diakses dari https://edisutoto.wordpress.com/2011/03/07/pengertian-gaya-gerak-listrik-ggl/.html, pada tanggal 1 Maret 2017 pukul 18.30.