Kuasai konsep Listrik Statis dan Dinamis Kelas 9 secara mendalam, mulai dari perhitungan Gaya Coulomb, Hukum Ohm pada rangkaian seri-paralel, hingga cara menghitung biaya listrik bulanan rumah tangga untuk persiapan ujian IPA.

Listrik Statis: Muatan yang Diam

Listrik statis terjadi karena adanya perpindahan elektron dari satu benda ke benda lain. Inget, yang bisa pindah cuma elektron (negatif), proton (positif) itu diem di inti sel.

Hukum Coulomb

Dua muatan kalau deketan bakal saling interaksi. Kalau sejenis (+\+ atau -\-) bakal tolak-menolak, kalau beda jenis (+\-) bakal tarik-menarik. Besarnya gaya itu dihitung pakai rumus:

\( F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} \)

Keterangan:
– \( F \): Gaya Coulomb (Newton)
– \( k \): Konstanta \( (9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2) \)
– \( q \): Muatan (Coulomb)
– \( r \): Jarak antar muatan (Meter)

Listrik Dinamis: Muatan yang Mengalir

Listrik bisa ngalir kalau ada beda potensial (tegangan) dan rangkaiannya tertutup. Arus listrik mengalir dari kutub positif ke negatif, tapi elektron ngalir sebaliknya.

Hukum Ohm dan Hambatan Kawat

Hubungan antara Tegangan (\( V \)), Arus (\( I \)), dan Hambatan (\( R \)) adalah “napas” di bab ini:

\( V = I \cdot R \)

Rangkaian Hambatan (Seri & Paralel)

Ini bagian yang paling sering muncul di soal hitungan campuran:

Seri: Hambatan total tinggal ditambahin aja. \( R_s = R_1 + R_2 + R_3 \). Sifatnya: Arus (\( I \)) di semua titik sama.
Paralel: Pakai per-peran. \( \frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} \). Sifatnya: Tegangan (\( V \)) di semua cabang sama.

[Image of series and parallel electrical circuits diagram]

Energi dan Daya Listrik

Daya (\( P \)) adalah seberapa kuat alat listrik itu, sedangkan Energi (\( W \)) adalah seberapa banyak listrik yang dipakai dalam waktu tertentu.

\( P = V \cdot I \)

\( W = P \cdot t \)

Langkah Penyelesaian Soal Biaya Listrik

Di ujian, biasanya kamu disuruh jadi “petugas PLN”. Begini urutan hitungnya:

Cari Energi (\( W \)) tiap alat per hari: \( W = \text{jumlah alat} \times \text{daya (Watt)} \times \text{durasi (jam)} \).
Totalin semua \( W \) dalam sehari.
Ubah ke satuan kWh (bagi 1000).
Kali dengan 30 hari (sebulan).
Kali dengan tarif per kWh.

Contoh Soal dan Jawaban

Soal 1 (Statis): Dua muatan \( +2 \, \mu\text{C} \) dan \( +3 \, \mu\text{C} \) terpisah sejauh \( 3 \, \text{cm} \). Berapa gaya tolaknya? (\( 1 \, \mu\text{C} = 10^{-6} \, \text{C} \))

Penyelesaian:
\( q_1 = 2 \times 10^{-6} \), \( q_2 = 3 \times 10^{-6} \), \( r = 3 \times 10^{-2} \, \text{m} \).
\( F = (9 \times 10^9) \cdot \frac{(2 \times 10^{-6}) \cdot (3 \times 10^{-6})}{(3 \times 10^{-2})^2} \)
\( F = (9 \times 10^9) \cdot \frac{6 \times 10^{-12}}{9 \times 10^{-4}} \)
\( F = 60 \, \text{Newton} \).

Soal 2 (Biaya): Sebuah lampu 50 Watt menyala 10 jam sehari. Jika tarif listrik Rp1.500/kWh, berapa biaya lampu tersebut selama 30 hari?

Penyelesaian:
1. \( W_{\text{hari}} = 50 \, \text{W} \times 10 \, \text{jam} = 500 \, \text{Wh} \).
2. \( W_{\text{bulan}} = 500 \times 30 = 15.000 \, \text{Wh} \).
3. Ubah ke kWh: \( 15.000 / 1000 = 15 \, \text{kWh} \).
4. Biaya: \( 15 \times 1.500 = \text{Rp22.500} \).

Trik Ujian: Hati-hati dengan satuan! Jarak (\( r \)) harus selalu diubah ke Meter, dan waktu (\( t \)) untuk hitung kWh harus dalam Jam (hours).