SILABUS Listrik Magnet [PDF]

Citation preview

SILABUS Fakultas Program Studi Mata Kuliah/ Kode Jumlah SKS Semester Kode Dosen



: Matematika dan Ilmu Pengetauan Alam : Pendidikan Fisika : Listrik Magnet / FIS 4034 :4 :5 : FIS 203 : Lasmita Sari, M.Si



I. DESKRIPSI MATA KULIAH Matakuliah ini merupakan kelanjutan dan pendalaman studi fenomena fisis kelistrikan dan kemagnetan klasik yang telah diperkenalkan pada perkuliahan Fisika Dasar di tahun pertama. Tujuan dari perkuliahan ini adalah untuk memperkenalkan formulasi terpadu teori medan dari fenomena kelistrikan dan kemagnetan yang merupakan salah satu interaksi dasar di alam, sebagai dasar pemahaman tentang teori ekektrodinamika kelasik dan fenomena gelombang elektromagnetik. Topik-topik utama yang dibahas dalam kuliah ini adalah sebagai berikut. Elektrostatika: Divergensi dan Curl Medan Elektrostatik, Potensial Elektrostatik, Syarat Batas Elektrostatik, Kerja dan Energi dalam Elektrostatika, Teknik-teknik khusus untuk menghitung Potensial Elektrostatik, Medan Elektrostatik dalam Bahan. Magnetostatika: Gaya dan Medan Magnet, Curl dan Divergensi Medan Magnetostatik, Potensial Vektor Magnetik, Syarat Batas Magnetostika, Medan Magnetostatik dalam Bahan. Elektrodinamika: Gaya Gerak Listrik dan Potensial, Induksi Elektromagnetik, Persamaan Maxwell, Energi Elektromagnetik dan Vektor Poynting, Konsekuensi Persamaan Maxwell dan Gelombang Elektromagnetik, Pengenalan Perumusan Relativistik dari Persamaan Maxwell.



II. STANDAR KOMPETENSI MATA KULIAH 1. Memahami konsep dasar dan formulasi fenomena elektrostatik melalui interaksi Coulomb, medan listrik dan potensial listrik (termasuk di dalam bahan) 2. Memahami konsep dasar dan formulasi fenomena magnetostatik melalui interaksi Lorentz, medan magnetik dan potensial vektor magnetik (termasuk di dalam bahan) 3. Memahami konsep dasar dan formulasi elektrodinamika melalui induksi elektromagnetik Hukum Faraday, Persamaan Maxwell dan perumusan relativistiknya. 4. Mengaplikasikan konsep dasar dan formulasi matematis fenomena elektrostatik dalam menghitung medan listrik dan potensial listrik dari berbagai distribusi muatan dalam vakum maupun dalam bahan 5. Mengaplikasikan konsep dasar dan formulasi matematis fenomena magnetostatik dalam menghitung medan magnetik dan potensial vektor magnetik dari berbagai distribusi arus dalam vakum maupun dalam bahan.



6. Mengaplikasikan konsep dasar dan formulasi matematis fenomena elektrodinamika dalam menghitung medan induksi dari berbagai sumber non statik. 7. Melakukan analisis menyeluruh atas fenomena elektrostatik dan aplikasinya. 8. Melakukan analisis menyeluruh atas fenomena magnetostatik dan aplikasinya. 9. Melakukan analisis menyeluruh atas fenomena elektrodinamika dan aplikasinya. III. RENCANA KEGIATAN Tatap Kompetensi Dasar Muka keMenganalisis vektor 1.



2.



Mengidentifikasi sifat-sifat interaksi muatan listrik (muatan titik dan muatan kontinu)



3.



Mengidentifikasi medan listrik oleh muatan titik dan muatan kontinu



Materi Pokok



Strategi Perkuliahan



Vektor: 1. Aljabar vektor 2. Diferensial 3. Integral Elektrostatika : 1. Muatan Titik 2. Hukun Coulomb 3. Sistem Muatan Kontinu Medan Listrik : 1. Pengertian Medan Listrik 2. Medan Listrik oleh Muatan Titik 3. Medan Listrik oleh Muatan Kontinu



Perkuliahan tatap muka, latihan soal Perkuliahan tatap muka, latihan soal Perkuliahan tatap muka, latihan soal



4.



Menerapkan Hukum Gauss untuk menentukan medan listrik oleh muatan kontinu



5.



Menganalisis hubungan antara potensial listrik oleh muatan titik dan muatan kontinu, dengan medan listrik



6.



Mengidentifikasi monopole, dipole dan quadrupole dari potansial skalar dan menghitung medan listrik oleh dipole listrik



Hukum Gauss : 1. Fluks dan Rapat Fluks Listrik 2. Hukum Gauss 3. Penerapan Hukum Gauss Energi dan Potensial Listrik : 1. Potensial Listrik dari Muatan Titik 2. Potensial Listrik dari Muatan Kontinu 3. Potensial Listrik dan Energi 4. Kapasitor dan Kapasitansi 5. Energi dalam Kapasitor dan Rapat Energi Multipole : 1. Ekspansi Multipole dari Potensial Skalar 2. Medan Diopole Listrik



Perkuliahan tatap muka, latihan soal Perkuliahan tatap muka, latihan soal



Perkuliahan tatap muka, latihan soal



UJIAN TENGAH SEMESTER 7.



Mengidentifikasi distribusi potensial listrik melalui persamaan Laplace dan metode pemisahan variabel



8.



Mengidentifikasi keterkaitan arus listrik dengan hambatan listrik, beda potensial listrik, dan sifat-sifat bahan yang dilalui



Metode Khusus dalam Penentuan Potensial Listrik: 1. Persamaan Laplace dalam satu dimensi 2. Persamaan Laplace dalam dua dimensi 3. Persamaan Laplace dalam tiga dimensi 4. Syarat Batas dan Teorema Keunikan 5. Metode Pemisahan Variabel Arus Listrik : 1. Arus Listrik dan Rapat Fluks 2. Resistansi dan Konduktansi, Resivitas dan Konduktivitas 3. Hukum Ohm 4. Hukum Ohm pada suatu titik dan Rapat Arus 5. Daya dan Hukum Joule 6. Membandingkan Dielektrik, Konduktor dan Semikonduktor 7. Sel-sel Konduktor



Perkuliahan tatap muka, latihan soal



Perkuliahan tatap muka, latihan soal



9.



Mengidentifikasi perubahan gejala kelistrikan yang terjadi pada bahan dielektrik akibat adanya medan listrik



10.



Mengidentifikasi gejala kemagnetan karena gerakan muatan dalam medan magnet



11.



Menganalisis gejala kemagnetan yang ditimbulkan oleh arus listrik



12.



Mengidentifikasi sifat-sifat kemagnetan dalam bahan



8. Persamaan Kontinuitas Bahan Dielektrik : 1. Polarisasi 2. Rapat-rapat Muatan Terikat 3. Hukum Gauss dalam Dielektrik (Pergeseran Listrik) Magnetostatika : 1. Definisi Induksi Magnet 2. Gaya Magnet pada Muatan Bergerak 3. Gerak Muatan dalam Medan Magnet 4. Contoh-contoh Partikel dalam Medan Magnet 5. Gaya Magnet pada Arus Listrik 6. Momen Magnetik pada Arus Listrik 7. Medan Magnet oleh Arus Tertutup 8. Medan Magnet oleh Arus Listrik 9. Gaya-gaya antara Dua Arus Listrik 10.Medan Magnet oleh Arus Melingkar 11.Medan Magnet oleh Kumparan Berarus 12.Hukum Ampere untuk Medan Magnet Induksi Elektromagnet : 1. Hukum Faraday 2. Induktansi Bersama 3. Induktansi Diri 4. Energi dalam Medan Magnet Kemagnetan dalam Bahan : 1. Magnetisasi 2. Rapat Arus Magnetisasi 3. Medan H 4. Bahan Linier dan Tak Linier



UJIAN AKHIR



Perkuliahan tatap muka, latihan soal



Perkuliahan tatap muka, latihan soal



Perkuliahan tatap muka, latihan soal



Perkuliahan tatap muka, latihan soal



IV. REFERENSI / SUMBER BAHAN



: A. Griffiths,DJ, 1999. Introduction To Electrodynamic, third edition, New Jersey Prentice Hall. Waloejo Loeksmanto, 1993, Medan Elektromagnet. Jakarta. P2TK, Dirjen Dikti. Depdikbud. Reitz, JR. & Milford, FJ. 1990. Foundations of Elektromagnetic Theory. Third Edition Addison-Wesley Publishing Company Reading Masschusetts MenloPark. California. Marcelo Alonso, Edward J. Finn, 1967. University Physics. Reading Masschusetts Amsterdam.



V. EVALUASI No 1 2 3 4



Komponen Evaluasi Partisipasi kuliah Tugas-tugas / kuis Ujian Tengah Semester / Ujian Sisipan Ujian Semester



Bobot (%) 20 20 30 30 Garut, 06 Oktober 2020



Mengetahui Ketua Jurusan Pendidikan Fisika



Ali Ismail, M.Pd NIDN.0411058504



Dosen



Lasmita Sari, M.Si NIDN. 04222129401