Percepatan yang dialami oleh sebuah elektron dalam medan listrik sebanding dengan besarnya : muatan elektron kecepatan elektron kuat medan listrik massa elektron Pernyataan yang benar adalah ...
Berapakah percepatan elektron ( q=-e, m=9,1*10^31 kg ) dengan intensitas medan listrik E=3000 V/m ... bantu jawab yah kak ...
diketahui massa elektron m dan muatan e. percepatan yang dialami elektron yang bergerak dalam medan listrik E adalah. . .
Elektron dalam Listrik, BenarkahMengalir?
Posted by: on: 1 April 2013
- Di: fisika
- 1 Comment
Bismillah..
Saya sangat menyukai fisika. Karena sangat sukanya, bisa jadi saya senyum-senyum sendiri ketika membaca buku fisika, bahkan akhirnya menangis.. karena takjub dengan keindahan dan keagungan ilmu Allah..
Suatu hari ketika membaca buku fisika SMP, tiba-tiba saja muncul pertanyaan:
Dalam suatu rangkaian listrik tertutup, apakah elektron benar2 mengalir dalam penghantar? Atau hanya rentetan tolak-menolak antar elektron hingga mencapai ujung penghantar yang lain?
Setelah mencari tahu dan bertanya-tanya, alhamdulillah akhirnya didapatkanlah jawaban yang sangat indah ini.. Semoga suatu saat saya bisa menjadi seperti beliau, sangat pandai dalam ilmu fisika dan religius.. seperti dosen2 fisika saya di Solo..
Jawaban:
Kita bayangkan ada 2 kelereng mengalir di dalam pipa, dan ada aliran air mengalir di dalam pipa. Aliran elektron lebih mirip dengan aliran air di dalam pipa. Pada awalnya elektron tersebut bergerak random dengan kecepatan yang sangat tinggi, kemudian ketika ada medan listrik , timbul gaya listrik yang menyebabkan elektron tersebut bergerak dalam satu arah dengan kecepatan yang jauh lebih rendah, dalam istilah fisika disebut dengan drift velocity.
Sebelum mengalir, sekelompok elektron menumbuk elektron yang lain dengan jeda waktu tertentu, T, yang disebut karakteristik time, semakin besar nilai T tersebut maka semakin bagus daya hantar logam tersebut. Nilai tho ini ada hubungannya dengan conduktivity (daya hantar).
Jadi aliran elektron seperti aliran air di dalam pipa , sebagai gambaran kecepatannya 0.1 m /jam.
= = = = =
Dua kelereng dan air adalah contoh aliran elektron. Banyak yang memberikan contoh animasi aliran elektron hanya aliran beberapa partikel, yang mempunyai space yang jauh,seperti 2 kelereng. Ini contoh yang kurang tepat.
Contoh aliran elektron yang lebih tepat adalah aliran air, ini ada gambar berhubungan dengan aliran elektron
//www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_1/2.html
Pada awalnya sekelompok elektron bergerak random ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi 10^5 m/s, tetapi ada elektron-elektron lain yang juga bergerak random sehingga secara makroskopis vektor kecepatan elektron-elektron tersebut saling menghilangkan. Kemudian dengan adanya medan listrik elektron-elektron tersebut menjadi searah.Kecepatan mengalirnya tergantung dari besarnya medan listrik sumber.
Sebelum menumbuk elektron yang lain sekelompok elektron dipercepat dengan gaya listrik F= e.E,
e= muatan elektron ,
E= medan listrik dan
gaya F= m.a ,
m= masa elektron,
a = percepatan
sehingga
a= e.E/m , dan a= v/T ,
v = kecepatan elektron pada waktu T,
T adalah jeda collision, tumbukan, atau charakteristik time.
e.E/m=v/T, v= e.E.T/m
arus didefenisikan sebagai I= q/t,
q= muatan= n.e, n= jumlah elektron,
arus yang mengalir pada penampang seluas A
I= n.e.A.v, dan J didefenisikan sebagai curren density J= I/A
sehingga
J=n.e.v =(n.e^2.T).E=(conductivity) .E
karena itulah kenapa dikatakan karakteristik time berhubungan dengan konduktivity.
Share this:
Menyukai ini:
Suka Memuat...
Terkait
Tag: drift velocity, ilmu fisika, rangkaian listrik
Bagaimana cara menghitung gaya muatan yang bergerak?
Gaya pada muatan yang bergerak dalam medan listrik dihitung dengan menggunakan rumus F = e E, di sini kita menganggap muatan sebagai elektron dan dilambangkan dengan huruf e. Medan listrik dilambangkan dengan huruf E.
Gaya elektron tidak lain adalah percepatan di seluruh massa elektron dalam medan listrik, dan itu diberikan sebagai a = (e E) / m. Rumus ini mendefinisikan medan listrik sebagai gaya per satuan muatan, E = F / q (e).
Sekarang percepatan telah dihitung, dan kecepatannya seperti ini, Vf2 = V02 + 2 a X. Dimana Vf adalah kecepatan akhir, dan V0 adalah kecepatan awal. Rumus di atas diberikan dengan asumsi bahwa elektron tidak memperoleh kecepatan. Kecepatan ini tidak boleh terlalu dekat dengan kecepatan cahaya (3 X 108 m/s), atau itu akan menjadi skenario yang sama sekali berbeda. Oleh karena itu kecepatan muatan harus di bawah.
Dari gambar di atas, perhatikan muatan uji negatif yang bergerak melintasi medan listrik. Muatan ini memiliki kecepatan awal, dan akan menembakkan medan listrik dan tidak melewatinya karena dua pelat sejajar memiliki muatan negatif dan positif pada sisi yang berlawanan.
Ketika sebuah elektron dengan muatan negatif ditempatkan di antara pelat, ia akan dibelokkan oleh muatan yang ada di sekitarnya. Karena medan listrik seragam dihasilkan dalam proses, muatan bergerak lebih cepat dengan kecepatan awal dan juga tegak lurus terhadap medan.
Muatan yang mengalami gaya apabila dibelokkan oleh medan listrik akan memberikan proyektil. Elektron akan berpindah dari tempat asalnya (x) ke posisi baru yang disebut y. Ini membentuk jalur proyektil.
Sekarang ada kemungkinan muatan bergerak keluar dari pelat. Ketika ini terjadi, itu membuat sudut dengan jalur proyektil. Di sini kita harus tahu apa (y) dan itu. Lendutan berasal dari gambar, (y), dan adalah sudut elektron keluar dari pelat.
Elektron yang ditempatkan di antara pelat mengalami gaya ke atas karena sisi pelat yang menghadap ke dalam bermuatan positif. Oleh karena itu elektron akan tertarik ke arah sisi pelat itu.
Kita perlu menghitung gaya, percepatan, dan kecepatan muatan yang bergerak dalam medan listrik. Gaya yang dialami oleh muatan yang bergerak dalam medan listrik di titik (y) adalah Fy = eE. Percepatan adalah ay = (eE) / m.
Lendutan (y) dirumuskan, dan akhirnya, kita mendapatkan persamaan untuk kalsit gaya adalah sebagai berikut: (y) = (eE x2) / 2my2. Maka sudut keluarnya elektron dari pelat kapasitor yang bermuatan adalah sebagai berikut, tan = (eEx) / mV02 .
Ini adalah rumus dasar yang perlu kita ketahui sebelum menghitung gaya pada muatan yang bergerak dalam medan listrik. Jadi, untuk saat ini, kita berurusan dengan teknik sederhana dan sebagainya.
Gaya pada muatan yang bergerak dalam medan listrik adalah muatan dikalikan dengan medan listrik atau medan listrik seragam.