Medan Listrik

Februari 03, 2013 0 Comments

Nhingz, BLOG--Sebuah muatan listrik dikatakan memiliki medan listrik di sekitarnya. Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Jika muatan lain berada di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik, muatan tersebut akan mengalami gaya listrik berupa gaya tarik atau gaya tolak.
Ilustrasi Medan Listrik
 Arah medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik dengan arah keluar dari muatan tersebut. Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik dengan arah masuk ke muatan tersebut.

Garis-garis Ga

Besar medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji q’ diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat medan listrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang timbul di antara keduanya dibagi besar muatan uji. Jadi, dituliskan
listrik052              dan            F = E q’

Adapun kuat medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik q di suatu titik yang berjarak r dari benda tersebut dapat dituliskan sebagai berikut
listrik062Di sini kuat medan listrik dituliskan dalam satuan N/C.
Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut. Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah masuk atau menuju ke muatan tersebut.

Dua plat sejajar yang bermuatan listrik dapat menyimpan energi listrik karena medan listrik timbul di antara dua plat tersebut. Kuat medan listrik di dalam dua plat sejajar yang bermuatan listrik adalah
listrik071 
Dimana
σ adalah rapat muatan dari plat yang memiliki satuan C/m2
ε0 adalah permitivitas ruang hampa

Kita juga dapat menghitung kuat medan listrik dari sebuah bola konduktor berongga yang bermuatan listrik, yaitu sebagai berikut.
Di dalam bola (r < R), E = 0
Di kulit atau di luar rongga (r > R),
listrik081 
 Contoh 1.
 Hitung kuat medan listrik pada jarak 1 cm dari sebuah muatan positif 10-6 coulomb.
 Penyelesaian:
Contoh 1
    
Arah kuat medan listrik E adalah menjauhi muatan sumber q. Besar kuat medan listrik dihitung dengan :
E = k = (9 × 109) = 9× 107 NC-1. 
Contoh 2.
Dua buah muatan titik q1 = +12 nC, dan q2 = -12  nC ditempatkan pada jarak 10 cm. Hitung medan listrik yang ditimbulkan oleh kedua muatan ini pada titik a, b, dan  c seperti pada Gambar
Penyelesaian :
Medan pada titik a disebabkan oleh muatan q1 dan q2 dinyatakan dengan Ea1dan Ea2.
Ea1 = (9,0 × 109 Nm2 /C2)
= 3,0 × 104 N/C  dengan arah menjauhi q1 (arah ke kanan)
Ea2 = (9,0 × 109 Nm2 /C2)
= -6,75 × 104 N/C dengan arah menuju q2 (arah ke kanan)
Jadi, arah Ea1 dan Ea2 adalah sama-sama ke kanan, oleh karena itu resultan :
Ea = Ea1+ Ea2 = 3,0 × 104 N/C  + 6,75 × 104 N/C = 9,75 × 104 N/C  (arah ke kanan)
Medan pada titik b disebabkan oleh muatan q1 dan q2 dinyatakan dengan Eb1dan Eb2.
Eb1 = (9,0 ×109 Nm2 /C2)
= 6,75 × 104 N/C  dengan arah menjauhi q1 (arah ke kiri)
Eb2 = (9,0 × 109 Nm2 /C2)
= -0,55 × 104 N/C dengan arah menuju q2 (arah ke kanan)
Resultan meda di titik b yaitu :
Eb = Eb1+ Eb2
= 6,75 × 104 N/C  – 0,55 × 104 N/C =  6, 20 × 104 N/C (arah ke kiri)

Contoh 3.
Sebuah muatan positif q1=+8nC berada pada titik asal dan muatan kedua positif q2=+12nC berada pada sumbu x = 4m dari titik asal. Carilah medan lisriknya di sumbu x untuk:
(a) P1 yang berjarak x=7m dari titik asal., (b) P2 yang berjarak x=3m dari titik asal.

Penyelesaian:
Gambar a.


Gambar b.

a) Di titik P1, E = k + k
= (9,0 × 109 Nm2 /C2) + (9,0 × 109 Nm2 /C2)
=  13,5 N/C (arah ke kanan)
b)      Di titik P2, E = k + k
= (9,0 × 109 Nm2 /C2) -  (9,0 × 109 Nm2 /C2)
=  -100 N/C (arah ke kiri)

 Contoh 4. 

  Dua buah muatan titik q1 = +1,5 μC, dan q2 = +2,3 μC berada pada jarak r =13 cm. Tentukanlah letak titik yang medan listriknya nol.


Contoh 4

Medan listrik di titik P oleh q1 dan q2 masing-masing adalah E1 dan E2. Karena medan di P adalah nol, maka  E1 = E2. Dengan memasukkan persamaan , maka diperoleh :
=
x  = (r – x)
x =
Dengan memasukkan kuantitas yang diketahui, diperoleh x = 5,8 cm.

Referensi:

http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=129:medan-listrik&catid=14:listrik-statis&Itemid=181
http://aktifisika.wordpress.com/tag/potensial-listrik/
http://zhuldyn.wordpress.com/2011/03/11/medan-listrik/

Nhingzhdt

Saya adalah seorang individu yang sedang berusaha mengejar tujuan untuk menjadi sukses, dan berharap hal itu segera terealisasi. Aktivitas saya sehari-hari sebagai seorang guru mata pelajaran IPA, saya mempunyai dedikasi tinggi terhadap dunia pendidikan dan semoga menjadi teladan bagi murid saya. Saya memiliki kecintaan yang mendalam terhadap musik K-pop, yang menjadi sumber inspirasi dan hiburan di tengah kesibukan rutinitas yang saya lalui. Selain itu, hobi saya yaitu senang menonton drama Korea dan drama China yang mencerminkan minat saya dalam cerita, budaya, dan keindahan seni. Berikut drama yang saya favoritkan yaitu Kidnapping Game, Dear Missy, Falling Into You, Bussiness Proposal dan My Dearest.

0 comments:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)