Ringkasan Materi IPA Kelas 9 Bab 5: Listrik Statis dan Listrik Dinamis

Listrik Statis

• Interaksi Muatan:

  • Muatan positif dan negatif saling tarik-menarik.
  • Muatan sejenis saling tolak-menolak.

• Hukum Coulomb:

  • Diselidiki oleh Charles Agustin Coulomb (1736-1806).
  • Gaya listrik antara dua benda bermuatan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan.
  • Gaya listrik berbanding lurus dengan perkalian besar kedua muatan.
  • Rumus: [ F_{C} = k \frac{Q_{1} \cdot Q_{2}}{r^{2}} ]
    • (F_C): Gaya Coulomb.
    • (k): Konstanta.
    • (r): Jarak antara dua muatan.
    • (Q_1, Q_2): Besar muatan listrik.

• Medan Listrik:

  • Daerah di sekitar muatan yang menimbulkan gaya listrik terhadap muatan lain.
  • Digambarkan oleh garis gaya listrik yang keluar atau masuk ke dalam muatan.
  • Rumus: [ E = k \frac{Q}{r^{2}} ]
    • (E): Medan listrik.
    • (F): Gaya Coulomb.
    • (Q): Besar muatan listrik.

• Beda Potensial dan Energi Listrik:

  • Menurut Benjamin Franklin, petir adalah kilatan cahaya akibat perpindahan muatan negatif.
  • Rumus beda potensial: [ \Delta V = \frac{W}{Q} ]
    • (\Delta V): Beda potensial listrik.
    • (W): Energi listrik.
    • (Q): Muatan listrik.

• Kelistrikan pada Sel Saraf:

  • Tubuh manusia dialiri arus listrik; mempelajari aliran impuls listrik disebut bioelektrik.

  • Sistem saraf terdiri atas sel-sel saraf yang menerima, mengolah, dan mengirim rangsangan (impuls).

  • Bagian-bagian Saraf dan Fungsinya:

    • Dendrit: Menerima impuls dari sel lain dan meneruskannya ke badan sel.
    • Badan Sel Saraf: Meneruskan impuls dari dendrit ke akson.
    • Akson (Neurit): Meneruskan impuls dari badan sel saraf ke sel saraf lain atau sel otot/kelenjar.
    • Mielin: Mempercepat impuls saraf dengan loncatan muatan.
    • Nodus Ranvier: Tempat terjadinya tarik-menarik muatan listrik di membran sel.

Hantaran Listrik

• Konduktor Listrik:

  • Menghantarkan listrik dengan baik. Contoh: tembaga, perak, emas.

• Isolator Listrik:

  • Buruk dalam menghantarkan listrik. Contoh: plastik, karet.

• Semikonduktor Listrik:

  • Bersifat isolator pada suhu rendah dan konduktor pada suhu tinggi. Contoh: karbon, silikon, germanium.

Hewan Penghasil Listrik

• Hewan dapat menghasilkan listrik untuk berbagai fungsi seperti berburu dan navigasi.
  • Contoh: ikan belalai gajah, ikan pari elektrik, hiu kepala martil, dan belut listrik.

Listrik Dinamis

• Arus Listrik:

  • Mengalir karena perbedaan potensial listrik.
  • Dapat dihitung dengan menentukan besar muatan listrik yang mengalir setiap detik.
  • Rumus: [ I = \frac{Q}{t} ]
    • (I): Arus listrik.
    • (Q): Muatan listrik.
    • (t): Waktu.

• Rangkaian Listrik:

  • Rangkaian Seri:

    • Tidak memiliki cabang.
    • Kuat arus bernilai sama, tegangan berbeda.
    • Rumus: [ R_{S} = R_{1} + R_{2} + \dots + R_{n} ] [ V_{total} = V_{1} + V_{2} + \dots + V_{n} ]

  • Rangkaian Paralel:

    • Memiliki cabang.
    • Tegangan listrik bernilai sama, besar arus berbeda.
    • Rumus: [ \frac{1}{R_{p}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \dots + \frac{1}{R_{n}} ]

• Hukum Kirchoff:

  • Besar arus masuk ke titik cabang sama dengan besar arus keluar dari titik cabang.
  • Rumus: [ \Sigma I_{masuk} = \Sigma I_{keluar} ]

• Rangkaian GGL:

  • Baterai memiliki GGL sebesar 1,5 volt.
  • Tegangan antara kutub-kutub baterai disebut tegangan jepit.

• Hukum Ohm:

  • Besar kuat arus dalam rangkaian tertutup: [ I = \frac{E}{R_{besar} + r_{kecil}} ]

    • (E): GGL baterai.
    • (R_{besar}): Hambatan luar.
    • (r_{kecil}): Hambatan dalam baterai.
    • (I): Arus listrik.

  • Tegangan jepit: [ V = E - I \cdot r_{kecil} ]

    • (V): Tegangan jepit.
    • (I): Arus listrik.