tugas mandiri 3 fisika dasar 1 kampus itbi milenial medan

Nama     : Nirwani Zega

Kelas      : Pagi

Jurusan  : S1. Teknik industri

                🍁Tugas mandiri 🍁

Soal

A.......

1.konsep kapasitansi elektrostatik dalam bidang fisika

Jawab;

Elektrostatik adalah cabang fisika yang berkaitan dengan gaya yang dikeluarkan oleh Medan listrik (tidak berubah/bergerak) terhadap objek bermuatan yang lain. Sejarah kelistrikan diawali dengan di amatinya bahan Ambar atau resin yang di dalam bahasa yunani berarti elektro yang apabila bahan tersebut di gosok dengan kulit binatang berambut akan dapat menarik benda-benda halus yang ringan yang setelah menempel padanya lalu di tolaknya. Sifat demikian ternyata tertularkan pada benda lain yang disinggungkan atau yang di tempelkan padanya,yang oleh karenanya benda itu lalu dikatakan bermuatan "keambaran" atau resinious.

Hukum couloumb

Hukum coloumb merupakan hukum yang fundamental dalam ilmu kelistrikan, yang mendasari semua hukum dan rumus kelistrikan, seperti halnya hukum 'inisial Newton'  dalam mekanika yang mendasari semua hukum dan rumus mekanika.

Medan listrik

Adanya muatan listrik di dalam ruang akan menyebabkan setiap muatan listrik yang ada di dalam ruangan itu mengalami gaya elektrostatis couloumb , yaitu yang menurutkan hukum couloumb di atas. Oleh sebab itu di katakan bahwa muatan listrik akan menimbulkan Medan listrik di sekitarnya. Medan listrik dikatakan kuat apabila gaya pada muatan listrik di dalam ruangan bermedan listrik itu besar.

Garis gaya medan listrik

Garis gaya medan listrik bukanlah besaran nyata melainkan suatu abstraksi atau angan-angan atau gambaran yang menyatakan arah Medan listrik di berbagai tempat di dalam ruang bermedan listrik, yakni yang polanya menyatakan distribusi arah Medan listrik.

Potensial listrik

Sejalan dengan tenaga potensial dalam mekanika, potensial listrik di defenisikan sebagai yang sedemikian hingga turunnya tenaga potensial dari suatu titik A ke titik B sama dengan usaha yang dilakukan oleh satu satuan muatan listrik selama bergerak dari A ke B.

Tenaga sistem titik-titik muatan listrik

Yang dimaksud dengan tenaga sistem atau himpunan  titik- titik muatan listrik disini ialah tenaga yang di perlukan untuk menghimpun ataupun tenaga yang di kandung sistem titik-titik muatan muatan listrik tersebut, yang adalah sama dengan usaha yang dilakukan oleh titik-titik muatan itu seandainya dibiarkan berserakan menuju jauh tak terhingga.

2. konsep Dielektrik elektrostatik dalam bidang fisika

Jawab;

Dielektrik adalah sejenis bahan isolator Listrik yang dapat dikutubkan (polarized) dengan cara menempatkan bahan dielektrik dalam Medan listrik. Ketika bahan ini berada dalam Medan listrik, muatan listrik yang terkandung di dalamnya tidak akan mengalir, sehingga tidak timbul arus seperti bahan konduktor, tetapi hanya sedikit bergeser dari posisi setimbangnya mengakibatkan terciptanya pengutuban dielektrik, muatan positif bergerak menuju kutub negatif Medan listrik, sedang muatan negatif bergerak pada arah berlawan (yaitu menuju kutub positif Medan liatrik) hal ini menimbulkan Medan listrik internal (didalam bahan dielektrik) yang menyebabkan jumlah keseluruhan Medan listrik yang melingkupi bahan dielektrik menurun.

Bahan dielektrik yang digunakan dalam kapasitor juga di pilih yang sulit terionisisasi agar kapasitor dapat dipergunakan pada potensial tinggi tanpa kwatir bahan dielektrik terionisisasi dan mengalirkan arus (arus bocor).

Contoh pembahasan energi elektrostatik

B. Tentang konsep energi elektrostatik

Energi potensial listrik, atau energi potensial elektrostatik, adalah energi potensial (diukur dalam joule) yang dihasilkan dari gaya-gaya Coulomb konservatif dan diasosiasikan dengan konfigurasi sejumlah muatan-muatan titik dalam sebuah sistem yang didefinisikan.

Fondasi elektrostatika diletakkan oleh karya Coulomb (meskipun sepuluh tahun sebelumnya, hasil yang sama, bahkan dengan akurasi yang lebih tinggi, diperoleh oleh Cavendish. Hasil karya Cavendish disimpan dalam arsip keluarga dan diterbitkan hanya seratus tahun kemudian); hukum interaksi kelistrikan yang ditemukan oleh yang terakhir memungkinkan Green, Gauss dan Poisson untuk menciptakan teori yang elegan secara matematis. Bagian terpenting dari elektrostatika adalah teori potensial, yang diciptakan oleh Green dan Gauss. Banyak penelitian eksperimental tentang elektrostatika dilakukan oleh Rhys yang buku-bukunya di masa lalu menjadi pedoman utama dalam mempelajari fenomena ini.

Konstanta dielektrik

Mencari nilai koefisien dielektrik K suatu zat, koefisien yang termasuk dalam hampir semua rumus yang harus ditangani dalam elektrostatika, dapat dilakukan dengan cara yang sangat berbeda. Metode yang paling umum adalah sebagai berikut.

1) Perbandingan kapasitansi dua kapasitor yang memiliki ukuran dan bentuk yang sama, tetapi yang satu memiliki lapisan isolasi adalah lapisan udara, yang lain memiliki lapisan dielektrik yang diuji.

2) Perbandingan tarikan antara permukaan kapasitor, ketika perbedaan potensial tertentu diberikan ke permukaan ini, tetapi dalam satu kasus ada udara di antara mereka (gaya tarik \u003d F 0), dalam kasus lain - isolator cairan yang diuji (gaya tarik \u003d F). Koefisien dielektrik ditemukan dengan rumus:

Konstanta dielektrik

Mencari nilai koefisien dielektrik K suatu zat, koefisien yang termasuk dalam hampir semua rumus yang harus ditangani dalam elektrostatika, dapat dilakukan dengan cara yang sangat berbeda. Metode yang paling umum adalah sebagai berikut.

1) Perbandingan kapasitansi dua kapasitor yang memiliki ukuran dan bentuk yang sama, tetapi yang satu memiliki lapisan isolasi adalah lapisan udara, yang lain memiliki lapisan dielektrik yang diuji.

2) Perbandingan tarikan antara permukaan kapasitor, ketika perbedaan potensial tertentu diberikan ke permukaan ini, tetapi dalam satu kasus ada udara di antara mereka (gaya tarik \u003d F 0), dalam kasus lain - isolator cairan yang diuji (gaya tarik \u003d F). Koefisien dielektrik ditemukan dengan rumus:

3) Pengamatan gelombang listrik (lihat Getaran listrik) merambat di sepanjang kabel. Menurut teori Maxwell, kecepatan rambat gelombang listrik di sepanjang kabel dinyatakan dengan rumus

di mana K menunjukkan koefisien dielektrik media yang mengelilingi kawat, μ menunjukkan permeabilitas magnetik media ini. Kita dapat menempatkan μ \u003d 1 untuk sebagian besar benda, dan karena itu ternyata

Biasanya, panjang gelombang listrik berdiri yang muncul di bagian kawat yang sama di udara dan dalam pengujian dielektrik (cairan) dibandingkan. Setelah menentukan panjang λ 0 dan λ tersebut, diperoleh K \u003d λ 0 2 / λ 2. Menurut teori Maxwell, maka pada eksitasi medan listrik dalam zat isolasi apa pun, deformasi khusus terjadi di dalam zat ini. Media isolasi terpolarisasi di sepanjang tabung induksi. Perpindahan listrik muncul di dalamnya, yang dapat disamakan dengan perpindahan listrik positif ke arah sumbu tabung ini, dan melalui setiap penampang tabung melewati sejumlah listrik yang sama dengan

Teori Maxwell memungkinkan untuk menemukan ekspresi gaya internal tersebut (gaya tegangan dan tekanan) yang berada dalam dielektrik saat medan listrik tereksitasi di dalamnya. Pertanyaan ini pertama kali dipertimbangkan oleh Maxwell sendiri, dan kemudian dan secara lebih rinci oleh Helmholtz. Perkembangan lebih lanjut dari teori masalah ini dan teori elektrostriksi, yang terkait erat dengan ini (yaitu, teori yang mempertimbangkan fenomena yang bergantung pada terjadinya tekanan khusus dalam dielektrik ketika medan listrik tereksitasi di dalamnya) milik karya Lorberg, Kirchhoff, P. Duhem, N.N. Schiller dan beberapa lainnya.

Kondisi perbatasan

Mari selesaikan ringkasan yang paling signifikan dari departemen elektrostriksi dengan mempertimbangkan pertanyaan tentang refraksi tabung induksi. Mari kita bayangkan dalam sebuah medan listrik dua dielektrik dipisahkan satu sama lain oleh beberapa permukaan S, dengan koefisien dielektrik K 1 dan K 2.

                           🙏 Selesai 🙏