tugas fisika 1

Nama : Rifqi Tajul Arifin

NIM    : 1601E113

Tugas : UAS MK Fisiska Terapan ( Halaman 1 )

1.      Pengertian Listrik

Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik. Ada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan listrik negatif dan positif. Suatu benda bermuatan listrik negatif jika kelebihan elektron, dan bermuatan listrik positif jika kekurangan elektron. Secara alami, muatan listrik positif selalu mengalir dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Aliran ini disebut sebagai arah  arus listrik konvensional. Akan tetapi sebenarnya muatan listrik yang bergerak di dalam konduktor bukanlah muatan listrik positif, tetapi muatan listrik negatif (elektron) dan arah aliran elektron berlawanan dengan arah aliran muatan positif.

a)      Sumber Energi Listrik

Sumber energi listrik adalah benda yang dapat menimbulkan arus listrik. Beberapa contoh sumber energi listrik adalah: Batu Baterai atau Elemen Kering

Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut elemen primer karena tidak dapat dimuati (diisi atau diestrum) kembali jika muatannya habis. Sedangkan baterai isi ulang disebut dengan elemen sekunder karena dapat dimuati (diisi atau diestrum) kembali  jika muatannya habis.

b)      Susunan dasar elemen kering terdiri dari:

batang karbon sebagai elektoda positif (kutub positif atau anoda), pembungkus pembungkus batang karbon yang terbuat dari seng sebagai elektroda negatif (kutub negatif atau katoda),larutan amonium klorida sebagai larutan elektrolit, yaitu larutan yang menghantarkan listrik,mangan dioksida bercampur dengan serbuk karbon sebagai depolarisator, yaitu pelindung larutan elektrolit.

Pelopor pembuatan baterai sebagai sumber energi listrik adalah Alesandro Volta (1745-1827).  Alesandro Volta membuat suatu elemen yang terdiri dari lempeng seng, lempeng tembaga, dan larutan asam sulfat. Elemen tersebut diberi nama elemen volta. Elemen volta disempurnakan lagi oleh seorang kimiawan Perancis bernama Georges Leclanche. Pada tahun 1860an Goerges membuat rancangan elemen dari seng, karbon dan larutan yang dibuat dari campuran salamoniak dan seng klorida berbentuk pasta.  Elemen leclanche mirip dengan baterai yang kita kenal sekarang.

2.      Akumulator

Akumulator (aki) atau baterai basah terdiri atas lempengan logam timbal dan timbal peroksida yang dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat. Di dalam akumulator, logam timbal dan timbal peroksida bereaksi dengan asam sulfat, sehingga hasil dari reaksi kimia itu lempengan logam timbal menjadi kutub negatif dan lempengan logam peroksida menjadi kutub positif. Perbedaan potensial antara kutub positif dan kutub negatif accu, di antaranya 2 volt, 4 volt, 6 volt, 8 volt, 10, volt, 12 volt, dan sebagainya.

Dalam aki terdapat elemen dan sel untuk penyimpan arus yang mengandung asam sulfat (H2SO4). Tiap sel berisikan pelat positif dan pelat negatif Pada pelat positif terkandung oksid timah coklat (Pb 02), sedangkan pelat negative mengandung timah (Pb). Pelat-pelat ditempatkan pada batang penghubung. Pemisah atau separator menjadi isolasi diantara pelat itu, dibuat agar baterai acid mudah beredar disekeliling pelat. Bila ketiga unsur kimia ini berinteraksi, muncullah arus listrik.

Ketika akumulator dipakai, kumpulan timbal melepaskan muatan elektron sewaktu pelat positif dan pelat negatif keduanya perlahan-lahan diubah menjadi timbal sulfat. Reaksi kimia yang terjadi mengencerkan asam sulfat sehingga massa jenisnya berkurang. Pada nilai massa jenis tertentu, akumulator tidak dapat melepaskan muatan. Agar akumulator dapat digunakan kembali, maka harus dimuati (diisi) dan kadang juga ditambah air murni.

2.      Pengertian Hukum Columbm

Muatan listrik merupakan entitas dasar dan menjadi primadona dalam elektrostatika. Muatan listrik dapat dipindah dari suatu benda ke benda lainnya dengan cara menggosok atau cara lainnya, akan tetapi muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Ada dua jenis muatan yaitu positif dan negatif. Muatan yang sejenis bersifat tolak-menolak, dan muatan yang tak sejenis akan tarik-menarik.

Ketika batang kaca digosokkan dengan kain sutra terjadi perpindahan electron dari batang kacake kain sutra. Hal itu terjadikarena gaya tarik menarik inti atom kain terhadap electron yang lebih kuat daripada gaya tarik menarik inti atom kaca. Tentu saja batang kaca akan makin banyak kekurangan electron jika penggosokan dilakukan lebih lama. Artinya, muatan listrikbatang kaca menjadi lebih besar. Itulah sebabnya, gaya tarik batang kaca menjadi lebih besar dari sebelumnya.

Sebenarnya, ketika terjadi perpindahan electron dari kain wol ke penggaris plastic. Kain wol menjadi kekurangan electron (bermuatan positif). Namun, pada saat yang hamper bersamaan, terjadinya perpindahan electron tangan kita ke kain wol. Akibatnya, kain wol menjadi netral. Demikian ugak halnya dengan kain sutera. Sebenarnya, ketika terjadinya perpindahan electron dari kaca ke kain sutera, kain sutera menjadi kelebihan electron (bermutan negative). Namun, electron tersebut tidak berhenti di kain sutera, tetapi terus mengalir ke tangan kita. Akibatnya, kain sutera menjadi netral. Adapun pada penggaris listrik plastic dan batang kaca, aliran electron seperti itu tidak terjadi. Dengan demikian, kita dapat membedakan benda menjadi dua macam, yaitu benda yang mudah di aliri electron dan benda yang tidak mudak dialiri electron. Benda yang mudah dialiri disebut konduktor, contohnya tubuh manusia dan benda logam, sedangkan yang tidak mudah dialiri electron disebut isolator, contohnya plastic, karet dan kaca.

3.      Medan Listrik

Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang ada di sekitarnya. Medan listrik memiliki satuan N/C atau dibaca Newton/coulomb. Medan listrik umumnya dipelajari dalam bidang fisika dan bidang-bidang terkait, dan secara tak langsung juga di bidang elektronika yang telah memanfaatkan medan listrik ini dalam kawat konduktor (kabel).

a)      Asal Medan Listrik

Rumus matematika untuk medan listrik dapat diturunkan melalui Hukum Coulomb, yaitu gaya antara dua titik muatan.

Menurut persamaan ini, gaya pada salah satu titik muatan berbanding lurus dengan besar muatannya. Medan listrik didefinisikan sebagai suatu konstan perbandingan antara muatan dan gaya. Maka, medan listrik bergantung pada posisi. Suatu medan, merupakan sebuah vektor yang bergantung pada vektor lainnya. Medan listrik dapat dianggap sebagai gradien dari potensial listrik. Jika beberapa muatan yang disebarkan menghasiklan potensial listrik, gradien potensial listrik dapat ditentukan

b)      Konstanta (K)

Dalam rumus listrik sering ditemui konstanta k sebagai ganti dari (dalam tulisan ini tetap digunakan yang terakhir), di mana konstanta tersebut bernilai N m2 C-2 yang kerap disebut konstanta kesetaraan gaya listrik.