Nama : Archi Yhana Prasusila
Nim : M0212016
Medan
Listrik di Dalam Bahan
Terdapat
beberapa cara dalam menjelaskan proses polarisasi didalam suatu bahan.Semua
bahan pada dasarnya terdiri dari molekul-molekul yang terdiri dari beberapa gabungan
atom-atom yang saling terikat satu sama lain.Untuk bahan konduktor,atom-atom
yang membentuk molekul tersebut terikat tidak sekuat seperti pada bahan
isolator,atau disini sering disebut dengan dielektrik.Sehingga pada bahan
konduktor sebagian elektronnya merupakan elektron bebas yang tidak terikat pada
atom ataupun molekul dan dapat bergerak secara bebas di dalam bahan.Namun
secara keselurahan,pada sebuah bahan pada dasarnya tidak memiliki muatan
netto,sehingga untuk suatu bahan yang ideal dianggap tidak memiliki medan
listrik didalamnya, begitupun juga pada bahan isolator (dielektrik).Apabila
pada suatu bahan konduktor di kenakan suatu medan dari luar ke padanya, akan
terjadi penataan ulang posisi elektron-elektron bebasnya.Elektron–elektron
bebas akan cenderung bergerak berlawanan arah dengan arah medan listrik dari
luar tersebut,sehingga akan mengakibatkan suatu bidang dengan muatan negatif
pada daerah tertentu yang lebih dekat dengan letak sumber medan listrik
tersebut,sehingga pada bagian yang lain akan terlihat cenderung membentuk
bidang dengan muatan positif. Hal tersebut mengakibatkan rapat muatan pada
bidang – bidang tersebut bertambah besar,yang dimana akan menciptakan sebuah
medan listrik baru di dalam bahan tersebut yang arahnya berlawanan dengan arah
medan listrik dari luar yang mempengaruhinya tersebut,yang besarnya
sama,sehingga akan saling meniadakan satu sama lain,sehingga dapat dianggap
bahwa medan listrik di dalam konduktor tersebut tetaplah nol.Namun berlainan
dengan bahan isolator(dielektrik), telah dikatakan sebelumnya bahwa bahan
isolator elektronnya cenderung terikat secara kuat pada atom ataupun
molekulnya,sehingga perpindahannya tidak sesederhana seperti pada bahan
konduktor.Namun secara keseluruhan juga akan membentuk dipol-dipol listrik
dalam bahan tersebut.Apabila medan listrik dari luar tersebut ditiadakan,maka
untuk bahan konduktor,elektron-elektronnya akan cenderung menyusun kembali ke
posisi awal, namun tidak untuk sebuah isolator.bahan isolator terdiri dari elektron
yang terikat sangat kuat pada atom atau molekulnya,sehingga pergerakan untuk
kembali pada posisi semula tidak sesederhana seperti pada bahan konduktor,yang
dimana akan cenderung tetap membentuk dipol-dipol didalamnya.Dipol listrik
timbul apabila terdapat 2 muatan yang berlainan,yang terpisah pada jarak
tertentu.Sehingga dari dipol listrik tersebut dapat pula di perhitungkan besar
momen dipolnya,yaitu sebuah vektor yang mempunyai arah dari muatan negatif (-q)
kearah muatan positif(+q) sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan
tersebut dan besarnya adalah qR,dimana R adalah jarak antar kedua muatan
tersebut.dipol tersebut akan menghasilkan medan listrik,Karena telah dirumuskan
oleh hukum coulomb bahwa akan timbul suatu medan listrik disekitar muatan
listrik.Apabila dipole-dipol listrik tersebut diletakkan dalam medan listrik
dari luar,maka akan timbul momen gaya pada dipole-dipol tersebut.Hal itu
dikarenakan ketidaksejajarannya antara arah medan listrik dengan arah dipol
tersebut,Biasanya antara dipole listrik dengan medan listrik membentuk suatu
sudut (θ).Biasanya dalam suatu bahan,khususnya dalam suatu bahan dielektrik,
momen dipol hasil adanya medan listrik eksternal tersebut didefinisikan dengan jumlah
momen dipole listrik yang terkandung didalam suatu bahan akibat adanya medan
listrik dari luar yang mempengaruhinya.momen dipole tersebut pada sebuah atom
sehingga dapat dihubungkan dengan besar medan listrik yang mempengaruhi atom
dan karakteristik atom penyusun bahan tersebut,yaitu α (polarisabiliti dari
jenis atom).Besar momen dipole tersebut di rumuskan dengan p=αE.didalam suatu
bahan,momen dipole jumlahnya sangat banyak sehingga sangat diperlukan adanya
besaran lain yang dapat mencakup semua dipole-dipol listrik yang ada
tersebut,yaitu besaran polarisasi.Polarisasi suatu bahan didefinisikan dengan
jumlah momen dipol per satuan volume, atau apabila atom tersebar secara merata
dalam bahan maka dapat dituliskan dengan persamaan matematis dengan P= p/dv.Apabila
pengaruh medan listrik eksternal tersebut dihilangkan,polarisasi dalam bahan
dielektrik tersebut akan mencoba kembali pada posisi awalnya,namun tidak
berarti akan terjadi penataan ulang seperti semula.dipol-dipol tersebut secara
keseluruhan tetap pada posisinya,sehingga didalam bahan tersebut akan terdapat
suatu medan listrik.Pemanfaatan bahan dielektrik yang umum ialah dalam
pembuatan kapasitor.Kapasitor sendiri adalah komponen listrik yang mempunyai
kemampuan dalam menyimpan energ listrik.Disini dielektrik ditempatkan diantara
dua lempeng konduktor.Dipol-dipolnya arahnya acak,sebelum adanya medan listrik
yang mengenai kedua konduktor tersebut.Ketika terdapat medan eksternal akibat
adanya pengisian muatan pada kapasitor tersebut,torsi akan bekerja pada
dipole-dipol tersebut,sehingga mengakibatkan dipole-dipol tersebut lebih
terarah dengan arah medan listrik eksternal tersebut.sehingga bahan dielektrik
disini dapat dikatakan telah terpolarisasi.Seberapa besar kesesuaian arah dari
molekul penyusun bahan dengan arah medan listrik eksternal bergantung pada
seberapa besar suhu dan kuat medan listriknya.Pada umumnya,akan semakin searah
apabila suhunya menurun dan kuat medan listriknya semakin
membesar.Molekul-molekul penyusun bahan dielektrik terdiri dari dua kategori
yaitu molekul polar dan molekul non polar.Namun keduanya tetap dapat
dipolarisasikan dengan adanya medan listrik yang mempengaruhi bahan dielektrik.Hal
tersebut mengakibatkan pembentukan suatu rapat muatan permukaan positif pada
sebelah yang relative paling jauh dengan sumber medan listrik dan rapat muatan negatif
yang terinduksi pada sebelah yang relatif paling dekat dengan sumber medan
listrik eksternal tersebut.Disaat proses pengisian kapasitor dihentikan,maka
berarti juga bahwa medan listrik eksternal dihilangkan pada bahan dielektrik,maka
molekul-molekul bahan dielektrik cenderung mempertahankan posisinya sehingga
akan tecipta sebuah medan listrik internal didalam dielektrik tersebut.Dan
masih banyak lagi pemanfaatan terhadap perilaku bahan dielektrik.
