Dasar Rangkaian Listrik

Gejala Listrik
a) Hukum Coulomb
Pengertian muatan listrik menunjukkan bahwa muatan tidak
menyebar pada daerah tertentu melainkan berkumpul dalam satu titik.
Pada tahun 1785 Charles Coulomb mengadakan penelitian pertama
tentang gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang bermuatan
dengan alat yang bernama neraca puntir coulomb.















Dari hasil percobaan tersebut, Coulomb berkesimpulan :
Besarnya gaya interaksi antara dua buah benda titik yang
bermuatan listrik adalah berbanding lurus dengan perkalian antara
masing-masing muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara kedua muatan titik tersebut.
Besar gaya interaksi dalam persamaan matematis dinyatakan
ebagai berikut :
























Catatan :
a.> Gaya interaksi adalah tarik menarik jika kedua muatan tersebut
berlainan tanda, dan akan saling tolak menolak jika kedua
muatan tersebut bertanda sama.
b.> Gaya interaksi/ gaya coulomb merupakan besaran vektor jadi
berlaku hukum penjumlahan secara vektor.
c.> Besar gaya coulomb yang dialami oleh dua muatan pertama
akibat muatan kedua, sama dengan besar gaya coulomb yang
dialami oleh muatan kedua akibat muatan pertama.
d.> Permitivitas dalam udara dapat dianggap sebagai permitivitas
ruang hampa (vakum).
Dalam sebuah ruangan yang terdapat muatan +Q, berdasar pada
hukum Coulomb bila kita meletakkan muatan uji +q pada ruang
ersebut akan mendapatkan gaya coulomb (tolak menolak).
Perhatikan gambar dibawah ini :















Medan listrik selalu dicirikan dengan adanya gaya coulomb pada
muatan-muatan listrik dalam suatu ruangan. Dari gambar diatas dapat9
disimpulkan bahwa adanya gaya coulomb pada muatan +Q dan +q,
dalam ruang tersebut terdapat medan listrik. Untuk muatan –Q dan
diletakkan muatan uji +q maka akan terjadi gaya coulomb yang saling
tarik-menarik antara kedua muatan tersebut

b) Hukum Faraday
Arah medan listrik di beberapa titik dapat dilukiskan secara grafis
dengan menggunakan garis-garis gaya (kayalan). Konsep dasar ini
dikemukakan oleh Michael Faraday yang berbunyi :
Sebuah garis gaya dalam suatu medan listrik adalah sebuah
garis gaya yang dilukiskan apabila garis singgung pada setiap titiknya
menunjukkan arah medan listrik pada titik tersebut.
Garis gaya menuju keluar dari muatan positif dan masuk menuju
kemuatan negatif. Untuk menunjukkan arah-arah garis gaya dapat
dilakukan percobaan sebagai berikut :
Kuat medan listrik pada sebuah titik didalam ruang adalah
sebanding dengan jumlah garis gaya per satuan luas permukaan
yang tegak lurus medan listrik pada titik tersebut. Dapat disimpulkan
bahwa kuat medan listrik akan terasa kuat apabila jarak antara kedua
muatan tersebut saling berdekatan, sehingga garis gaya yang
dihasilkan sangat rapat. Sebaliknya jika kedua muatan tersebut
berjauhan, maka kuat medan listrik yang terbentuk akan lemah.
Penggunaan dari potensial listrik dapat dihubungkan dengan
konsep medan listrik, dasar-dasar rangkaian listrik, serta masalah
praktis yang terkait dengan piranti-piranti listrik. Untuk menjelaskan10
definisi dan sifat dari dua buah titik yang saling beda potensial dan
terletak pada sebuah medan listrik sebagai beda potensial antara dua
titik tersebut.
Beda potensial antara dua titik adalah kerja yang dilakukan per
satuan muatan jika muatan tersebut dipindahkan. Dalam satuan SI,
satuan beda potensial listrik adalah Volt ( disingkat V), dengan 1 volt=
1 joule/coulomb. Potensial listrik dapat didefinisikan sebagai bentuk
perbandingan energi listrik dengan muatan titik tersebut

c) Hukum Oersted
Jika muatan listrik mengalir melalui kawat penghantar konduktor,
maka akan timbul pengaruh magnetik disekitar kawar berarus
tersebut. Pengaruh magnetik ini mampu menarik bahan magnetik
lainnya. Jika serbuk besi diletakkan disekitar kawat berarus maka
serbuk besi tersebut akan berarah secara teratur.
Hans Christian Oersted, pada tahun 1820, mengadakan penelitian
tentang pengaruh medan magnet disekitar kawat berarus.
Kawat berarus akan menimbulkan jarum pada kompas bergerak.
Kesimpulan yang dapat diambil adalah Dalam kawat penghantar yang
dilewati arus listrik disekitarnya akan timbul garis gaya magnet.11
Seperti halnya bumi yang memiliki medan magnet, khasiat jarum
kompas sudah sangat terkenal
Disekitar medan magnet permanen atau kawat penghantar
berarus merupakan daerah medan magnet. Vektor dalam medan
magnet tersebut dilambangkan dengan B atau disebut dengan induksi
medan magnet. Dalam SI, satuan induksi magnet B adalah Tesla.