Hand Out Fisika 6 (lihat di Kuat Medan Listrik atau Intensitas Listrik (Electric Intensity)

Hand Out Fisika

6 (lihat di http:www.sepenggal.wordpress.com)

2.1. Pengertian Medan Listrik . Medan Listrik merupakan daerah atau ruang disekitar benda yang bermuatan listrik dimana jika sebuah benda bermuatan lainnya diletakkan pada daerah itu masih mengalami gaya elektrostatis. Adanya Medan Listrik digambarkan oleh Garis Medan Listrik (Lines of Force) yang mempunyai sifat: 1. Garis Medan listrik keluar dari muatan positif menuju ke muatan negatif 2. Garis medan listrik antara dua muatan tidak pernah berpotongan 3. Jika medan listrik didaerah itu kuat, maka garis medan listriknya rapat dan sebaliknya.

2.2. Kuat Medan Listrik atau Intensitas Listrik (Electric Intensity) . The magnitude of a the field at any point, is defined as the quotient obtained when the force F on a tes charge placed at the point is divided by the quantity of charge q’ on the the test charge.

Yaitu Gaya elektrostatik yang dialami oleh satu satuan muatan positif yang diletakkan di titik itu setiap satuan muatannya. Didefinisikan sebagai hasil bagi gaya listrik yang bekerja pada suatu muatan uji dengan besar muatan uji tersebut.

Besarnya kuat medan listrik (E) di suatu titik yang disebabkan oleh muatan sumbernya adalah: Dimana: E F q' q

= Kuat medan listrik di tempat muatan q ( N/C ) = Gaya listrik yang dialami muatan q ( N ) = Muatan uji ( C ) = muatan sumber (C)

E=

q 1 q F = k 2 = 4 π ε 0 r2 q' r

Muatan Uji (q’) yaitu suatu muatan yang menghasilkan medan listrik yang jauh lebih kecil daripada muatan yang akan dihitung kuat medan listriknya. Muatan uji juga tidak mempengaruhi kuat medan muatan yang akan diukur, jadi hanya untuk menentukan efek medan listrik dari muatan yang akan diukur. Kuat medan listrik merupakan besaran vektor sehingga selalu mempunyai besar dan arah sebagaimana halnya gaya listrik. Dalam hal ini : - Jika q positif maka F searah dengan E - Jika q negatif maka F berlawanan arah dengan E Hal ini juga berlaku apabila muatan tersebut proton ataupun elektron yang terletak di dalam suatu medan listrik. rudi sis



www.sepenggal.wordpress.com 0852652296xx

XII IPA SMAN 8 Pekanbaru

Hand Out Fisika


Menggambarkan Kuat Medan Listrik di Suatu Titik Akibat Suatu Muatan Sumber Misalkan ada Sebuah Titik P yang berjarak r dari suatu muatan sumber q, maka arah kuat medan listrik di titik P searah dengan gaya elektrostatis yang dialami oleh sebuah muatan uji q’ yang bermuatan positif yang diletakkan dititik tersebut, dan digambarkan sebagai berikut: q1

P

E1

q2

r

E2

P

r

(a)

(b)

Kuat medan listrik akibat beberapa muatan Medan listrik adalah gaya listrik persatuan muatan. Karena gaya listrik mengikuti prinsip superposisi secara vektor, demikian juga yang terjadi pada medan listrik. Hal ini berarti kuat medan listrik dari beberapa muatan titik adalah jumlah vektor kuat medan listrik dari masing – masing muatan titik. Misalkan dua buah muatan listrik +q1 dan –q2 terletak seperti terlihat dalam gambar Kuat medan listrik di P akibat muatan +q1 adalah E1 yang arahnya menjauhi q1 dan kuat medan listrik di P akibat ,muatan – q2 adalah E2 yang menuju q2. Dengan metode penjumlahan vektor, maka kuat medan listrik total di titik P ( Ep ) adalah : 2 1

+q1 P E2

2 2

E tot = E + E + 2 E1 E 2 cos α

α E1

-q2

Etot

rudi sis





Hand Out Fisika


2.3. Fluks Listrik . Apabila terdapat garis-garis gaya dari suatu medan listrik homogen yang menembus tegak lurus suatu bidang seluas A, maka hasil kali antara kuat medan listrik E dan luas bidang A yang tegak lurus dengan medan listrik itu disebut dengan fluks listrik (φ)

N

E θ

Φ = E A cos θ dimana

A

Φ = fluks medan listrik (N/C m2 = weber = Wb) E = kuat medan listrik (N/C) A = luas bidang yang ditembus listrik (m2) θ = sudut antara vektor E dan garis normal bidang

2.4. Hukum Gauss . Jumlah garis medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup. Secara matematis dirumuskan dengan :

Dengan

φ = EA cos θ =

qin ε0

qin = muatan yang dilingkupi oleh permukaan tertutup (C) εo = permitivitas ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/Nm2)

rudi sis





Hand Out Fisika


Contoh Soal 4: Sebuah muatan listrik sebesar 1,77 x 10-8 C berada di udara yang mempunyai permitivitas 8,85 x 10-12 C2/Nm2. Tentukan jumlah garis gaya listrik yang menembus seluruh permukaan muatan tersebut

2.5. Medan Listrik Antara Dua Pelat Sejajar . Jika pelat sejajar yang luasnya A diberi muatan listrik yang besarnya sama tetapi jenisnya berlainan maka kuat medan listrik homogen (besar dan arahnya sama di setiap titik) hanya ada di antara dua pelat, di luar relatif jauh lebih kecil sehingga diabaikan. Banyaknya muatan yang menembus bidang seluas satu satuan luas didefinisikan sebagai rapat muatan (σ).

σ =

q A

σ= rapat muatan dengan satuan C/m2

+q +

-q

+

-

+

-

+

-

-

Menurut Gauss, jumlah garis medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup, jadi: Φ=

q εo

,

Sedangkan Φ = E A cos θ Karena pada pelat sejajar E tegak lurus dengan bidang maka θ = 00 sehingga kuat medan listrik antara dua pelat sejajar adalah, E=

σ εo

rudi sis





Hand Out Fisika


2.6. Kuat Medan Listrik Pada Konduktor Bola Berongga . Jika suatu bola konduktor di beri muatan listrik (dengan menambahkan elektron kedalam bola konduktor tersebut) maka elektro di dalam bola akan saling tolak menolak, sehingga elektron bergerak sejauh mungkin hingga ke permukaan bol. Oleh karena itu muatan listrik pada konduktor bola berongga tersebar merata pada permukaan. Dalam hal ini:



Kuat medan di dalam bola = 0 (didalam bola tidak dilewati garis-garis gaya)



Kuat medan di permukaan bola E = k 2

R

q

r

q  Kuat medan pada titik sejauh x dari pusat bola E = k 2 (x)

E

r

R

0

R

Dari diagram di samping, dapat kita lihat bahwa besar kuat medan listrik dari pusat sampai mendekati permukaan bola (r < R) adalah nol

rudi sis





r

Hand Out Fisika


rudi sis





Hand Out Fisika


rudi sis





Hand Out Fisika 6 (lihat di Kuat Medan Listrik atau Intensitas Listrik (Electric Intensity)

Recommend Documents