Parichay Paper 1 Pretest Solution (English).pdf Show Unit 1 Work book Answer sheet.docx Asia Response Questions.docx Final Draft Module 3 Assignment.docx 2022 MIS Assignment 1.pdf HLTWHS001 Student Assessment WP.docx PHYS245-RACHO-LAB 2.pdf Unit 7 Critical Thinking (1).pdf
Medan listrik adalah daerah disekitar benda bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik, dirumuskan E = F/q, di mana (F) adalah gaya Coulomb dan (q) adalah besar muatan uji.  Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas salah satu besaran dalam kelistrikan, yaitu medan listrik. Ketika mendengar kata "medan", pikiran kita pasti akan langsung mengartikannya sebagai suatu area atau daerah. Jadi, saat disandingkan dengan kata "listrik" menjadi "medan listrik", maka boleh dong kita mengartikannya dengan area atau daerah listrik? Yah, boleh karena memang maknanya seperti itu. Namun, pengertiannya belum cukup lengkap dan jelas. Untuk mengetahui lebih jauh apa itu medan listrik, silahkan simak materi berikut ini...
Apa yang dimaksud dengan medan listrik? Dalam ilmu kelistrikan, medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik. Dari definisi di atas, dua hal yang penting digarisbawahi adalah benda bermuatan listrik dan gaya listrik sebab keduanya merupakan penyebab timbulnya medan listrik. Lantas, apa itu benda bermuatan listrik? Jadi, benda bermuatan listrik adalah sebuah benda yang mengandung muatan listrik, baik positif maupun negatif. Sementara itu, gaya listrik adalah gaya dihasilkan oleh benda bermuatan listrik, disebut juga dengan gaya Coulomb. Untuk membantu pemahaman, perhatikan gambar di bawah ini!
Gambar di atas merupakan ilustrasi dari sebuah benda bermuatan listrik positif (+Q) yang menghasilkan gaya listrik atau gaya Coulomb yang digambarkan dengan garis-garis panah. Seluruh area yang dilingkupi oleh garis-garis panah itulah yang disebut dengan medan listrik. Gimana, udah jelas kan? Nah, kalau sudah jelas, mari kita beralih ke istilah selanjutnya, yaitu "kuat medan listrik". Kuat Medan ListrikApa yang dimaksud dengan kuat medan listrik? Secara sederhana, kuat medan listrik bisa diartikan sebagai ukuran seberapa kuat suatu medan listrik. Dalam pengertian yang lebih teknis, kuat medan listrik adalah besarnya gaya listrik tiap satu satuan muatan. Kuat medan listrik sering juga disebut intensitas medan listrik. Untuk mengetahui besarnya kuat medan listrik, kita harus meletakkan muatan uji di tempat tersebut. Muatan uji adalah sebuah muatan yang menghasilkan medan listrik yang jauh lebih kecil daripada muatan yang akan dihitung kuat medannya. Semakin besar muatan listrik yang dikandung sebuah benda, semakin besar gaya listrik yang dihasilkan sehingga semakin besar pula kuat medan listriknya. Begitupun sebaliknya, semakin kecil muatan listrik sebuah benda, maka kecil pula gaya listrik yang dihasilkan sehingga medan listriknya juga kecil.
Dalam ilmu fisika, medan listrik disimbolkan dengan (E), sedangkan satuannya menurut Sistem Satuan Internasional (SI) adalah Newton per Coulomb (N/C). Berdasarkan jenis satuannya, medan listrik merupakan besaran turunan. Selain itu, medan listrik juga termasuk ke dalam besaran vektor, sehingga harus dinyatakan dengan angka dan arah.
Besarnya kuat medan listrik (E) yang dihasilkan oleh Q didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya Coulomb (F) yang bekerja pada muatan uji q dengan besarnya muatan uji tersebut. Secara matematis, kuat medan listrik dirumuskan: E = F/q, atau Keterangan:
Jadi, medan listrik berbanding lurus dengan gaya listrik. Semakin besar gaya listrik, semakin besar pula medan listriknya.
Medan listrik dapat disebabkan oleh muatan yang berbentuk titik, bola konduktor, atau pelat sejajar.
Medan listrik dari sebuah muatan titik arahnya selalu menjauhi sebuah muatan positif dan menuju sebuah muatan negatif. Perhatikan gambar di bawah ini!
Jika, muatannya sama-sama positif atau sama-sama negatif, maka garis gaya listriknya berbentuk:
Efek medan listrik suatu muatan sumber Q dapat ditinjau dengan meletakkan suatu muatan uji q di sekitar medan listrik tersebut. Syarat muatan uji adalah muatannya jauh lebih kecil agar muatan uji tidak mempengaruhi medan yang akan diukur. Gambar berikut menunjukkan sebuah muatan titik Q yang akan dihitung kuat medan listriknya. Untuk itu di titik yang berjarak r diletakkan muatan uji yang besarnya q.
Gaya listrik yang dialami oleh muatan uji q karena muatan sumber Q pernah diamati oleh Coulomb pada tahun 1786. Ia menemukan bahwa:
Atau, bisa dituliskan dalam bentuk rumus dengan persamaan: F = k . Qq/r2 Keterangan:
Kuat medan listrik di suatu titik pada kedudukan muatan uji q adalah hasil bagi antara gaya Coulomb dan muatan uji: E = F/q = k . Qq/r2/q E = k . Q/r2 Keterangan:
Jadi, kuat medan listrik di suatu titik hanya ditentukan oleh besar dan jenis muatan sumber (Q), serta jarak titik tersebut ke muatan sumber (r).
Perhatikan gambar berikut ini!
Gambar di atas menunjukkan sebuah titik P yang dipengaruhi oleh dua muatan titik di kiri kanannya. Ada dua vektor medan listrik yang bekerja di titik P. Pertama, vektor kuat medan listrik di titik P akibat muatan Q1 adalah E1 dan kedua, yang diakibatkan oleh muatan Q2 adalah E2. E1 arahnya ke kanan, yaitu menjauhi muatan Q1 yang bermuatan positif. Demikian juga E2 arahnya ke kanan, yaitu menuju muatan Q2 yang bermuatan negatif. Jadi, ada dua vektor kuat medan listrik di titik P, yaitu E1 dan E2 yang arahnya sama. Kuat medan listrik total di titik P adalah resultan dari kedua vektor kuat medan listrik tersebut. Dirumuskan: EP = E1 + E2 Keterangan:
Rumus kuat medan listrik oleh bola konduktor yang bermuatan Q pada jarak r dari pusat bola adalah: E = 1/4πε0 Q/r2 Keterangan:
Nilai ini sama dengan kuat medan listrik oleh muatan titik. Hal ini berarti di luar bola konduktor, kuat medan listrik sama dengan yang disebabkan oleh muatan titik karena semua muatan dianggap terkonsentrasi di pusat bola.
Pelat sejajar adalah susunan dua buah pelat konduktor yang luas dan bahannya sama.
Nilai medan listrik di antara dua pelat merupakan resultan dari medan listrik karena masing-masing pelat. Namun, medan listrik di bagian luar pelat sama dengan nol karena medan listrik oleh pelat positif dan pelat negatif saling menghilangkan.Rumus kuat medan listrik pada pelat sejajar adalah: E = σ/ε0 Keterangan:
Beda potensial antara kedua pelat di rumuskan: V = E . r Keterangan:
Medan Listrik dan Hukum GaussHukum Gauss didasarkan pada konsep fluks . Fluks adalah kuantitas yang menggambarkan seberapa banyak vektor medan atau garis-garis gaya yang menembus suatu permukaan dalam arah tegak lurus.Perhatikan gambar di bawah ini! Jika terdapat garis-garis gaya dari suatu medan listrik homogen yang menembus tegak lurus suatu bidang seluas A, jumlah garis medan yang menembus tegak lurus bidang tersebut sama dengan perkalian E dan A.Perkalian antara E dan A dinamakan fluks listrik (Φ). Secara matematis dirumuskan: Φ = E . A Keterangan:
Jika garis-garis gaya tersebut menembus bidang tidak secara tegak lurus atau membentuk sudut, rumus fluks aliran listriknya adalah: Φ = E.A Cos θ dengan θ adalah sudut antara vektor medan dan luas permukaan yang ditembus. Dari konsep fluks inilah, Gauss mengemukaan pendapatnya yang dinyatakan sebagai berikut:
Pernyataan ini kemudian dikenal sebagai Hukum Gauss, dan secara matematis dirumuskan: Φtertutup = q/ε0 Contoh Soal Kuat Medan ListrikBerikut ini adalah beberapa contoh soal tentang kuat medan listrik: Contoh SoalMedan listrik antara dua plat adalah 2400 N/C dan jarak antara kedua plat 0,50 cm, hitunglah beda potensial antara kedua plat. Jawab:Diketahui:
Ditanyakan: Penyelesaian: V = E . r = 2.400 . 0,005 = 12 Volt Jadi, beda potensial di antara kedua pelat adalah 12 Volt. Medan listrik homogen sebesar E melintasi permukaan seluas A dengan arah membentuk sudut 600 terhadap permukaan bidang. Besar fluks medan listrik yang melalui lintasan itu adalah? Φ = E.A Cos θ = E . A Cos 600 = E . A . 1/2 = 1/2EA Wb Jadi, besar fluks medan listrik yang melalui lintasan adalah 1/2EA Wb. Medan listrik sebesar 250 N/C menembus bidang berukuran 50 x 80 cm. Jika medan listrik membentuk sudut 600 terhadap garis normal bidang, berapa jumlah garis medan listrik yang menembus bidang? Jawab:Diketahui:
Ditanyakan: Penyelesaian: Φ = E.A Cos θ = 250 . 0,4 . Cos 600 = 10 . 0,5 = 50 Wb atau Nm2/C Jadi, jumlah garis medan listrik yang menembus bidang adalah 50 Wb. Contoh SoalKuat medan listrik homogen sebesar 200 N/C menembus bidang yang memiliki panjang 30 cm dan lebar 20 cm dengan sudut 600. Fluks medan listrik adalah... Diketahui:
Ditanyakan: Penyelesaian: Φ = E.A Cos θ = 200 . 0,06 . Cos 600 = 12 . 0,5 = 6 Wb Jadi, besar fluks medan listrik adalah 6 Wb. Medan listrik sebesar 5.000 N/C melewati permukaan persegi dan membentuk sudut 600 terhadap garis normal. Luas permukaan persegi adalah 2 m2. Tentukan fluks listrik yang melalui permukaan persegi! Jawab:Diketahui:
Ditanyakan: Penyelesaian: Φ = E.A Cos θ = 5.000 . 2 . Cos 600 = 10.000 . 0,5 = 5.000 Wb Jadi, besar fluks medan listrik adalah 5.000 Wb. Sebuah muatan listrik sebesar 20 mC terletak pada jarak 10 cm tentukan kuat Medan listrik pada muatan tersebut... Diketahui:
Ditanyakan: Penyelesaian: E = k . Q/r2 = 9 x 109 . 20 x 10-3/(10-1)2 = 9 x 109 . 20 x 10-3 . 102 = 9 x 109 . 20 x 10-1 = 9 . 20 x 109-1 = 180 x 108 = 1,8 x 106 N/C Jadi, kuat medan listrik pada muatan tersebut adalah 1,8 x 106 N/C. Medan listrik adalah daerah disekitar benda bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik, dirumuskan E = F/q, di mana (F) adalah gaya Coulomb dan (q) adalah besar muatan uji. Gimana adik-adik, udah paham kan materi medan listrik di atas? Jangan lupa lagi yah. Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain juga bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat. Referensi:
Medan Listrik: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal 2020-10-06T07:06:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Afdan Fisika |
Jumlah garis-garis medan listrik yang menembus suatu bidang seluas a dipengaruhi oleh
Pos Terkait
Copyright © 2024 idkuu.com Inc.
