Elektrostatik
untuk satuan permitivitas medium itu ialah coulomb2/(newton meter) Sejalan dengan yang berlaku dalam mekanika dimana gaya F =- gradien potensial, maka dalam elektrostatika juga berlaku hubungan kuat medan listrik E =- gradien potensial listrik V atau dirumuskan: formula_14] Di mana formula_15 ialah operator deferensial vektor nabla Laplace, yaitu: formula_16 Dengan i, j, k, adalah
vektor-vektor satuan panjang sumbu-sumbu koordinat X, Y, Z di dalam sisitem koordinat cartesius.
Yang dimaksud dengan tenaga sistem atau himpunan titik-titik muatan listrik di sini ialah tenaga yang diperlukan untuk menghimpun ataupun tenaga yang dikandung sistem titik-titik muatan listrik tersebut, yang adalah sama dengan usaha yang dilakukan oleh titik-titik muatan itu seandainya dibiarkan berserakan menuju jauh tak terhingga. Untuk menjelaskan penjabaran rumusnya, kita
perhatikan Gambar 1.3 yang memeperlihatkan himpunan titik-titik muatan q1 yang berada di tempat potensial V1, q2 di tempat potensial listrik V2 dan seterusnya. U1 = 0 U2 = q2V21 U3 = q3V31 + q3V32 U4 = q4V41 + q4V42 + q4V43 U = U1 + U2 + U3 + U4 Misalkan penghimpunan titik-titik muatan itu kita mulai dengan mengambil titik muatan q1 dari tempat jauh tak
terhingga. Untuk ini tidak perlu melakukan usaha, sebab tidak ada tidak ada medan listrik yang harus diatasinya. Tetapi untuk mengambil q2 dari tempat jauh tak terhingga ke tempatnya yang diperlukan usaha karena diperlukan gaya untuk mengatasi medan listrik yang ditimbulkan oleh q1 dan usaha itu adalah sebesar U2 = q2V21 dimana V21
adalah potensial listrik di tempat q2 karena adanya muatan listrik q1, demikian seterusnya secara umum kita dapat menulis: formula_17 dan formula_18 Di mana U adalah tenaga sistem yang dimaksud. Adapun potensial listrik di tempat qi diberikan oleh jumlah yang ada pada masing-masing muatan lainnya, yaitu: formula_19 Di lain pihak qiVij = qjVji
Yang dimaksud dengan elektrostatik untuk terapi adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, yang statis (tidak berubah/bergerak) seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang ada di sekitarnya dengan tegangan 9000 Volt yang bisa digunakan untuk kesehatan (Terapi Medan Elektrostatik). Secara sederhana elektrostatis dapat dihasilkan dengan menggosok dua
buah isolator. Elektrostatik yang timbul dapat menarik potongan kertas atau rambut berdiri. Terapi elektrostatik merupakan terapi yang dapat menciptakan tekanan seimbang ion dalam tubuh, terutama zat ion (ion postasium, sodium, magnesium, kalsium, dll.) dalam tubuh yang akan membuat tubuh menjadi lebih rileks. Terapi ini menggunakan tegangan listrik sebesar 9000 Volt dengan getaran
50x/detik (frekuensi 50 Hz) yang akan mampu untuk menggetarkan kotoran-kotoran yang menggumpal dan menempel pada dinding-dinding pembuluh darah, sehingga akan merontokkannya secara perlahan-lahan dan dalam kurun waktu 1 minggu dengan terapi 1 jam per 1 kali terapi untuk keluhan hipertensi akan berkurang atau bahkan sembuh dengan mengembalikan elastisitas pembuluh darah dengan vibrilasi
yang timbul akibat stimulus listrik dengan menjadikan ruptur plak dalam pembuluh darah serta energi panas yang memvasodilatasi pembuluh darah. Manfaat dari terapi medan elektrostatik ini antara lain membersihkan saluran darah, dengan getaran 50x/detik dengan tegangan listrik 9000 volt yang akan dikeluarkan melalui saluran pembuangan kita yaitu: urine, keringat dan juga kotoran (BAB), meningkatkan
daya tahan tubuh, menambahkan Ion negatif dalam tubuh, membuang sel yang tidak baik (sel yang sudah mati), mempercepat pertumbuhan tulang dan mengurangi keropos tulang, meningkatkan produksi kalsium dalam tubuh, mempertahankan PH tubuh, menghacurkan lemak, kolesterol jahat dalam tubuh, mempercepat pemecahan gula dalam darah, kolesterol dalam darah, menguatkan
otot jantung, fungsi paru-paru, tanpa efek samping, tanpa menggunakan obat-obatan, dan tanpa suntikan. Biasanya penggunaan terapi medan elektrostatik ini akan terasa khasiatnya terhadap tubuh setelah dilakukan 7 kali atau 1 minggu. (Baik dilakukan berturut-turut ataupun tidak) Terapi ini juga termasuk ke dalam terapi
komplementer karena selain menstabilkan ion tubuh, medan magnet yang ditimbulkan oleh terapi ini akan bervibrasi sehingga timbul panas. Terkait materi selengkapnya ada dalam Biolistrik.
Yang dimaksud dengan kapasitansi adalah ukuran kapasitas, yakni kemampuan menampung muatan listrik. Suatu konduktor kalau dimuati muatan listrik akan menjadi bermedan listrik di permukaannya, namun muatan listrik yang ada padanya tidak ditolak keluar dan lepas dari konduktor sebab gaya medan elektrostatika itu diimbangi oleh gaya tarik muatan listrik yang tandanya berlawanan yang
berasal dari atom-atom konduktor itu sendiri. Akan tetapi bilamana muatan listriknya terlalu banyak maka medan listrik yang ditimbulkannya akan menjadi kuat sehingga daya tarik dari atom-atom konduktor tidak lagi mampu mengatasi gaya tolak keluar konduktor. Akibatnya sebagian muatan listrik yang dimuatkan padanya menjadi lepas kembali karena konduktor itu tidak mampu menampung muatan
listrik lebih lanjut. Demikianlah hubungan kesebandingan antara kuat medan listrik di permukaan konduktor dengan banyaknya muatan listrik yang dimuatkan ke konduktor tersebut, begitu pula antara potensial listrik konduktor itu dengan banyaknya muatan listrik yang dimuatkan. Untuk merumuskan secara konkret, terlebih dahulu kita pelajari sifat konduktor yang berkaitan dengan kuat medan listrik di permukaannya yang disebabkan oleh muatan listrik yang ada padanya.
Secara ekstrem, demi mudahnya pembahasan yang kita maksud dengan konduktor ialah bahan yang mengantarkan listrik dengan sempurna; yang berarti bahwa muatan listrik yang dimuatkan padanya akan bebas bergerak tanpa hambatan sedikitpun. Dengan definisi yang demikian maka konduktor memiliki sifat-sifat sebagai berikut: Hal ini dengan mudah dapat dijelaskan berdasarkan gaya tolak-menolak di antara
muatan-muatan listrik yang dimuatkan sehingga akan sejauh mungkin saling menjauhi, tetapi masih belum lepas keluar dari permukaan konduktor. Seandainya arah medan listrik di permukaan itu miring terhadap permukaan, maka muatan listrik yang ada di permukaan akan mengalami gaya medan karena adanya komponen medan listrik sepanjang arah yang menyinggung permukaan. Jadi dalam
keadaan setimbang komponen medan listrik yang pada arah mendatar adalah nol, yang berarti medan listrik di permukaan konduktor pasti arahnya tegak lurus permukaan. Dengan menerapkan theorema Gauss dengan integrasi yang mencakup permukaan tepat di bawah permukaan konduktor seperti dijelaskan oleh Gambar 2.1. bagian c nilai integral itu adalah nol karena tidak
bermuatan listrik sama sekali mengingat seluruh muatan listrik yang dimuatkan ada di permukaan konduktor. Seandainya di dalam konduktor itu ada distribusi arah medan listrik, tentunya arahnya entah semua keluar entah semua masuk ke permukaan, sehingga nilai integralnya tidak sama dengan nol. Jadi nilai integral nol harus berarti bahwa kuat medan listrik nol
yakni di sembarang tempat dalam konduktor. Karena tidak ada muatan listrik di dalam konduktor maka tidak diperlukan usaha untuk memindahkan listrik dari titik A ke titik B di dalam konduktor, yang berarti potensial listrik di A sama dengan yang ada di B juga tidak diperlukan usaha untuk memindahkan muatan listrik sembarang titik di permukaan konduktor ke titik lainnya yang juga
ada di permukaan konduktor sebab arah medan listrik di permukaan konduktor tegak lurus dengan permukaan. Jadi potensial listrik di semua titik di permukaan konduktor adalah sama dan juga sama dengan yang ada dalam konduktor. Dengan kata lain konduktor merupakan benda equipotensial; maksudnya potensial listriknya sama dimana-mana di dalam maupun di permukaan konduktor.