SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 13
Descargar para leer sin conexión
ELECTROSTATIC FIELD IN MATTER


                   BY : SEPTIKO AJI
POLARISASI
Dielectric
   Bahan ditinjau dari sifat kelistriknya dapat dikelompokkan
    sebagai bahan isolator/dielektrik, semikonduktor, dan
    konduktor
   Bahan dielektrik
   Bahan dielektrik ada dua jenis, yakni polar dan non-
    polarAtom yang terpolarisasi memiliki momen dipole
    listrik
   Molekul dielektrik polar berarti bahwa molekul dielektrik
    tersebut dalam keadaan tanpa medan listrik, antara
    elektron dan intinya telah membentuk dipole
   Molekul dielektrik non-polar ketika tidak ada medan listrik
    anatara elektron dan inti tidak tampak sebagai dua
    muatan terpisah.
POLARISASI
Induced dipole
   Atom yang berada didalam medan seragam, inti atom
    terdorong searah E dan elektron akan bergeser
    berlawanan arah medan E (gambar 4.1 & 4.2)
   Jika medannya tidak terlalu kuat maka akan terjadi
    kesetimbangan (equalibrum) antara medan luar dan
    medan akibat induksi sehingga atom akan terkutub
    (terpolarisasi)
   Atom yang terpolarisasi memiliki momen dipole listrik
    p  E
      Polarisabilitas
   Karena pengaruh gerak random termal, tidak semua
    momen dipole mengalami pensejajaran, secara
    mikroskopis,
          P
             dp        p   Pd
             d atau


   Apabila medan luar terlalu besar, maka akan
    menyebabkan terjadinya ionisasi.
   Jika medan listrik (E) pada arah sembarangan, maka
    medan p    E    ||E|| dalam komponen sejajar dan tegak
            itu dinyatakan
    lurus, sehingga
           p x   xxE x   xyE y|   xxE z|
   Untuk molekul yang simetris, maka
          p   E  E  E
            y       yx   x     yy   y|     xy   z|
                                                      ij  polarisability tensor
           p z   zx E x   zy E y|   zz E z|
POLARISASI
Alignment of Polar Molecules
   Molekuler Polar adalah momen dipole permanen
    meskipun tidak berada dalam mendan E, sebagai contoh
    (gambar 4.4 )




   Jika molekul polar berada di medan listrik seragam,
    maka kedua muatan akan mendapatkan gaya coluomb
    F=qE, dan membentuk torsi:
                           s     s      
          N  (r  F )  (r  F )     (qE)      (qE)  qs  E
                                         2        2           
                                                                            N  pE
   Torsi yang dihasilkan sebuah momen dipole dinyatakan
THE FIELD OF A POLARIZED OBJECT
Bound Charge
   Dipole tunggal besar potensialnya adalah
                1 r p
                    ˆ
           V
              4 o r 2
    setiap elemen volume terdapat  Pd
                               p                  , maka
                  1 pr    ˆ
           V
                4 o  r 2 d
                                      ˆ
    dengan mengingat 1  
                   
                   
                                     r
                                          sehingga :
                           r       r2

                  1          1
                4 o 
           V           p   d
                             r
   Dengan menggunakan aturan ( fA)  f (  A)  A(f ) didapat
                           
                1 
           V
                           1           1
                        r P d   r   Pd 
                                                     
              4 o                               
   Dengan teorema divergensi V )d   V  da
                            (                           1 
                                                          P   ;
                          volume       surface           r 
    pada suku pertama sebagai V maka
                  1 1 
                       r  4 o  r   P d
                                     1 1
           V             P   da 
                4 o 
                  1 (P  n )
                          ˆ
                                         r   P d
                                    1 1
           V
                4 o  r    da 
                                  4 o
    suku pertama muatan berdistribusi permukaan dan suku
    kedua portensial listrik berdistribusi volume, sehingga;
                 1 1                1 1
            V
               4 o  r  b da  4 o  r b d
THE ELECTRIC DISPLACEMENT
Gauss’s Law in the Presence of Dielectrics
   Muatan total didalam bahan   b   f
                                          sehingga hukum
    Gauss dalam bahan dielektrik dapat ditulis menjadi,
            o  E     b   f    P   f
           ( o E  P)   f    atau     D   f
    dalam bentuk integral
           D  da  Q   fc   dim ana D  ε o E  P

                                        Qf
    D disebut medan pergeseran listrik dan   sebagai  c

    sumber medan pergesaran listrik, yaitu muatan bebas
    total yang berada didalam volume.
LINEAR DIELECTRICS
Susceptibility, Permittivity, Dielectric Constant
   Polarisasi sebanding dengan medan listrik luar untuk medan yang
    tidak terlalu besar
             P  εoχ e E                χ e = suseptibilitas listrik dari medium

   Medan listrik dalam bahan dielektrik;
             D  ε o E  P  ε o E  ε o χ e E  ε o (1  χ e )E
             D  εE
    dimanaε disebut permitivitas bahan. Di dalam vakum tidak ada
                                                              εo
    bahan yang terpolarisasi, sehingga suseptibilatasnya nol dan
    permitiviatasnya
LINEAR DIELECTRICS
Energy in Dielectric Systems
                                                 1
   Kerja yang terjadi di dalam kapasitor  CV 2
                                           W
                                               2
   Jika kapasitor diisi bahan dielektrik  KCo
                                        C
   Energi yang tersimpan di dalam sistem elektrostatistika
               o 2
            W   E d
               2
                o          1
                2
            W     KE 2 d   D  Ed   (kapasitor berisi
    dielektrik)             2


                                   f
    Jika sebuah dielektrik dimasukkan ke dalam kapasitor
    maka akan terjadi penambahan muatan          , maka
    kerja yang dibutuhkan untuk pengisian muatan bebas
             W   ( f )Vd
LINEAR DIELECTRICS
Energy in Dielectric Systems
Karena   D   f maka  f    (D)               sehingga
           W   (  (D))Vd
Dengan menggunakan( fA)  f (  A)  A(f )
                                                           maka

             (DV)    (D) V  D  (V )

           W     (Dv)d  (Dv)  Ed
                                    f
Maka kerja untuk mengisi muatan sebesar
           W   (D)  Ed
Bila bahan pengisi kapasitor adalah bahan dielektrik linear,
         D  εE
  yang berlaku        maka
           1           1
             (D  E)  (εε 2 )  ε(E)  E  (D)  E
           2           2
LINEAR DIELECTRICS
Energy in Dielectric Systems


Sehingga W   1  D  Ed  
                             
                   2         

Kerja total W  1 D  Ed
                 2
THANK YOU
  SO MUCH

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

3 potensial listrik1 (ok)
3 potensial listrik1 (ok)3 potensial listrik1 (ok)
3 potensial listrik1 (ok)
 
pertemuan 1b Listrik Statis
pertemuan 1b Listrik Statispertemuan 1b Listrik Statis
pertemuan 1b Listrik Statis
 
Rangkuman rumus kelas 9
Rangkuman rumus kelas 9Rangkuman rumus kelas 9
Rangkuman rumus kelas 9
 
2 a medan listrik
2 a medan listrik2 a medan listrik
2 a medan listrik
 
Rangkuman materi Fisika SMP kelas IX
Rangkuman materi Fisika SMP kelas IXRangkuman materi Fisika SMP kelas IX
Rangkuman materi Fisika SMP kelas IX
 
Listrik Statis
Listrik StatisListrik Statis
Listrik Statis
 
Fisika
FisikaFisika
Fisika
 
Rumus listrik statis
Rumus listrik statisRumus listrik statis
Rumus listrik statis
 
1 medan listrik ok
1  medan listrik ok1  medan listrik ok
1 medan listrik ok
 
Konduktor dan dielektrik
Konduktor dan dielektrikKonduktor dan dielektrik
Konduktor dan dielektrik
 
K026228266
K026228266K026228266
K026228266
 
Handout listrik-magnet-i
Handout listrik-magnet-iHandout listrik-magnet-i
Handout listrik-magnet-i
 
Listrik Dinamis SMP
Listrik Dinamis SMPListrik Dinamis SMP
Listrik Dinamis SMP
 
kemagnetan
kemagnetankemagnetan
kemagnetan
 
2 f08634fd01
2 f08634fd012 f08634fd01
2 f08634fd01
 
Fisika kuantum
Fisika kuantumFisika kuantum
Fisika kuantum
 
Gaya Elektrostatis kelas IX bab I
Gaya Elektrostatis kelas IX bab IGaya Elektrostatis kelas IX bab I
Gaya Elektrostatis kelas IX bab I
 
Muatan Medan Listrik
Muatan Medan ListrikMuatan Medan Listrik
Muatan Medan Listrik
 
Makalh elektrostatis
Makalh elektrostatisMakalh elektrostatis
Makalh elektrostatis
 
medan listrik
 medan listrik medan listrik
medan listrik
 

Similar a Electrostatic Field in Matter

Polarisasi bahan dielektrik
Polarisasi bahan dielektrikPolarisasi bahan dielektrik
Polarisasi bahan dielektrikMerah Mars HiiRo
 
menjelaskan_pengertian_medan_listrik____
menjelaskan_pengertian_medan_listrik____menjelaskan_pengertian_medan_listrik____
menjelaskan_pengertian_medan_listrik____FataMubarak
 
Bahan ajar-hk-gauss23juli2009
Bahan ajar-hk-gauss23juli2009Bahan ajar-hk-gauss23juli2009
Bahan ajar-hk-gauss23juli2009asepsopian23
 
Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)
Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)
Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)Ahmad Ilhami
 
Matkul IAD, Kajian 14
Matkul IAD, Kajian 14Matkul IAD, Kajian 14
Matkul IAD, Kajian 14Tania Rizka
 
Kuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin down
Kuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin downKuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin down
Kuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin downThomas Blegur
 
Narasi device semikonduktor 2
Narasi device semikonduktor 2Narasi device semikonduktor 2
Narasi device semikonduktor 2Eno Sastrodiharjo
 
Energi Potensial dan Potensial Listrik
Energi Potensial dan Potensial ListrikEnergi Potensial dan Potensial Listrik
Energi Potensial dan Potensial ListrikDyah Puspagarini
 
Intan gita sabrina 103224201(1)
Intan gita sabrina 103224201(1)Intan gita sabrina 103224201(1)
Intan gita sabrina 103224201(1)Ichan Shabrina
 

Similar a Electrostatic Field in Matter (20)

Polarisasi bahan dielektrik
Polarisasi bahan dielektrikPolarisasi bahan dielektrik
Polarisasi bahan dielektrik
 
Medan listrik
Medan listrikMedan listrik
Medan listrik
 
MEDAN LISTRIK.pptx
MEDAN LISTRIK.pptxMEDAN LISTRIK.pptx
MEDAN LISTRIK.pptx
 
menjelaskan_pengertian_medan_listrik____
menjelaskan_pengertian_medan_listrik____menjelaskan_pengertian_medan_listrik____
menjelaskan_pengertian_medan_listrik____
 
Medan listrik
Medan listrikMedan listrik
Medan listrik
 
Medan listrik
Medan listrikMedan listrik
Medan listrik
 
Bahan ajar-hk-gauss23juli2009
Bahan ajar-hk-gauss23juli2009Bahan ajar-hk-gauss23juli2009
Bahan ajar-hk-gauss23juli2009
 
Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)
Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)
Listrik statis & dinamis (versi kelas 9)
 
3 medan listrik 2
3 medan listrik 23 medan listrik 2
3 medan listrik 2
 
Matkul IAD, Kajian 14
Matkul IAD, Kajian 14Matkul IAD, Kajian 14
Matkul IAD, Kajian 14
 
Listrik Statis
Listrik StatisListrik Statis
Listrik Statis
 
Kuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin down
Kuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin downKuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin down
Kuliah 8 sirkulasi ke dua dan spin down
 
Narasi device semikonduktor 2
Narasi device semikonduktor 2Narasi device semikonduktor 2
Narasi device semikonduktor 2
 
semikonduktor
semikonduktorsemikonduktor
semikonduktor
 
Energi Potensial dan Potensial Listrik
Energi Potensial dan Potensial ListrikEnergi Potensial dan Potensial Listrik
Energi Potensial dan Potensial Listrik
 
4 fluks listrik
4 fluks listrik4 fluks listrik
4 fluks listrik
 
Pp fisika elektrostatika
Pp fisika elektrostatikaPp fisika elektrostatika
Pp fisika elektrostatika
 
6 potensial listrik
6 potensial listrik6 potensial listrik
6 potensial listrik
 
Bahan semikonduktor 2
Bahan semikonduktor 2Bahan semikonduktor 2
Bahan semikonduktor 2
 
Intan gita sabrina 103224201(1)
Intan gita sabrina 103224201(1)Intan gita sabrina 103224201(1)
Intan gita sabrina 103224201(1)
 

Más de Septiko Aji

Mekanika : Particle sliding on a smooth inclined plane
Mekanika : Particle sliding on a smooth inclined planeMekanika : Particle sliding on a smooth inclined plane
Mekanika : Particle sliding on a smooth inclined planeSeptiko Aji
 
Solusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besar
Solusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besarSolusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besar
Solusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besarSeptiko Aji
 
Penurunan getaran sudut besar
Penurunan getaran sudut besarPenurunan getaran sudut besar
Penurunan getaran sudut besarSeptiko Aji
 
Penurunan getaran sudut kecil
Penurunan getaran sudut kecilPenurunan getaran sudut kecil
Penurunan getaran sudut kecilSeptiko Aji
 
Center of mass and momen inertia
Center of mass and momen inertiaCenter of mass and momen inertia
Center of mass and momen inertiaSeptiko Aji
 
Special Techniques (Teknik Khusus)
Special Techniques (Teknik Khusus)Special Techniques (Teknik Khusus)
Special Techniques (Teknik Khusus)Septiko Aji
 

Más de Septiko Aji (8)

Mekanika : Particle sliding on a smooth inclined plane
Mekanika : Particle sliding on a smooth inclined planeMekanika : Particle sliding on a smooth inclined plane
Mekanika : Particle sliding on a smooth inclined plane
 
Solusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besar
Solusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besarSolusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besar
Solusi persamaan osilasi dengan simpangan sudut besar
 
Penurunan getaran sudut besar
Penurunan getaran sudut besarPenurunan getaran sudut besar
Penurunan getaran sudut besar
 
Penurunan getaran sudut kecil
Penurunan getaran sudut kecilPenurunan getaran sudut kecil
Penurunan getaran sudut kecil
 
My project
My projectMy project
My project
 
ELECTRODYNAMICS
ELECTRODYNAMICSELECTRODYNAMICS
ELECTRODYNAMICS
 
Center of mass and momen inertia
Center of mass and momen inertiaCenter of mass and momen inertia
Center of mass and momen inertia
 
Special Techniques (Teknik Khusus)
Special Techniques (Teknik Khusus)Special Techniques (Teknik Khusus)
Special Techniques (Teknik Khusus)
 

Electrostatic Field in Matter

  • 1. ELECTROSTATIC FIELD IN MATTER BY : SEPTIKO AJI
  • 2. POLARISASI Dielectric  Bahan ditinjau dari sifat kelistriknya dapat dikelompokkan sebagai bahan isolator/dielektrik, semikonduktor, dan konduktor  Bahan dielektrik  Bahan dielektrik ada dua jenis, yakni polar dan non- polarAtom yang terpolarisasi memiliki momen dipole listrik  Molekul dielektrik polar berarti bahwa molekul dielektrik tersebut dalam keadaan tanpa medan listrik, antara elektron dan intinya telah membentuk dipole  Molekul dielektrik non-polar ketika tidak ada medan listrik anatara elektron dan inti tidak tampak sebagai dua muatan terpisah.
  • 3. POLARISASI Induced dipole  Atom yang berada didalam medan seragam, inti atom terdorong searah E dan elektron akan bergeser berlawanan arah medan E (gambar 4.1 & 4.2)  Jika medannya tidak terlalu kuat maka akan terjadi kesetimbangan (equalibrum) antara medan luar dan medan akibat induksi sehingga atom akan terkutub (terpolarisasi)  Atom yang terpolarisasi memiliki momen dipole listrik p  E   Polarisabilitas
  • 4. Karena pengaruh gerak random termal, tidak semua momen dipole mengalami pensejajaran, secara mikroskopis, P dp p   Pd d atau  Apabila medan luar terlalu besar, maka akan menyebabkan terjadinya ionisasi.  Jika medan listrik (E) pada arah sembarangan, maka medan p    E    ||E|| dalam komponen sejajar dan tegak itu dinyatakan lurus, sehingga p x   xxE x   xyE y|   xxE z|  Untuk molekul yang simetris, maka p   E  E  E y yx x yy y| xy z|  ij  polarisability tensor p z   zx E x   zy E y|   zz E z|
  • 5. POLARISASI Alignment of Polar Molecules  Molekuler Polar adalah momen dipole permanen meskipun tidak berada dalam mendan E, sebagai contoh (gambar 4.4 )  Jika molekul polar berada di medan listrik seragam, maka kedua muatan akan mendapatkan gaya coluomb F=qE, dan membentuk torsi:  s   s   N  (r  F )  (r  F )     (qE)      (qE)  qs  E  2    2   N  pE  Torsi yang dihasilkan sebuah momen dipole dinyatakan
  • 6. THE FIELD OF A POLARIZED OBJECT Bound Charge  Dipole tunggal besar potensialnya adalah 1 r p ˆ V 4 o r 2 setiap elemen volume terdapat  Pd p , maka 1 pr ˆ V 4 o  r 2 d ˆ dengan mengingat 1      r sehingga : r r2 1 1 4 o  V p   d r
  • 7. Dengan menggunakan aturan ( fA)  f (  A)  A(f ) didapat  1  V 1  1     r P d   r   Pd   4 o      Dengan teorema divergensi V )d   V  da ( 1   P ; volume surface r  pada suku pertama sebagai V maka 1 1    r  4 o  r   P d 1 1 V P   da  4 o  1 (P  n ) ˆ  r   P d 1 1 V 4 o  r da  4 o suku pertama muatan berdistribusi permukaan dan suku kedua portensial listrik berdistribusi volume, sehingga; 1 1 1 1 V 4 o  r  b da  4 o  r b d
  • 8. THE ELECTRIC DISPLACEMENT Gauss’s Law in the Presence of Dielectrics  Muatan total didalam bahan   b   f  sehingga hukum Gauss dalam bahan dielektrik dapat ditulis menjadi,  o  E     b   f    P   f ( o E  P)   f atau D   f dalam bentuk integral  D  da  Q fc dim ana D  ε o E  P Qf D disebut medan pergeseran listrik dan sebagai c sumber medan pergesaran listrik, yaitu muatan bebas total yang berada didalam volume.
  • 9. LINEAR DIELECTRICS Susceptibility, Permittivity, Dielectric Constant  Polarisasi sebanding dengan medan listrik luar untuk medan yang tidak terlalu besar P  εoχ e E χ e = suseptibilitas listrik dari medium  Medan listrik dalam bahan dielektrik; D  ε o E  P  ε o E  ε o χ e E  ε o (1  χ e )E D  εE dimanaε disebut permitivitas bahan. Di dalam vakum tidak ada εo bahan yang terpolarisasi, sehingga suseptibilatasnya nol dan permitiviatasnya
  • 10. LINEAR DIELECTRICS Energy in Dielectric Systems 1  Kerja yang terjadi di dalam kapasitor  CV 2 W 2  Jika kapasitor diisi bahan dielektrik  KCo C  Energi yang tersimpan di dalam sistem elektrostatistika o 2 W   E d 2 o 1 2 W KE 2 d   D  Ed (kapasitor berisi dielektrik) 2  f Jika sebuah dielektrik dimasukkan ke dalam kapasitor maka akan terjadi penambahan muatan , maka kerja yang dibutuhkan untuk pengisian muatan bebas W   ( f )Vd
  • 11. LINEAR DIELECTRICS Energy in Dielectric Systems Karena   D   f maka  f    (D) sehingga W   (  (D))Vd Dengan menggunakan( fA)  f (  A)  A(f )  maka   (DV)    (D) V  D  (V ) W     (Dv)d  (Dv)  Ed  f Maka kerja untuk mengisi muatan sebesar W   (D)  Ed Bila bahan pengisi kapasitor adalah bahan dielektrik linear, D  εE yang berlaku maka 1 1 (D  E)  (εε 2 )  ε(E)  E  (D)  E 2 2
  • 12. LINEAR DIELECTRICS Energy in Dielectric Systems Sehingga W   1  D  Ed     2  Kerja total W  1 D  Ed 2
  • 13. THANK YOU SO MUCH