polarisasi bahan dielektrik

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.