Pengertian Medan Listrik beserta Rumusnya - Medan listrik diartikan sebagai ruangan di sekitar benda bermuatan listrik, di mana jika sebuah benda bermuatan listrik berada di dalam ruangan tersebut akan mendapat gaya listrik (gaya Coulomb). Medan listrik termasuk medan vektor, sehingga untuk menyatakan arah medan listrik dinyatakan sama dengan arah gaya yang dialami oleh muatan positif jika berada dalam sembarang tempat di dalam medan tersebut. Arah medan listrik yang ditimbulkan oleh benda bermuatan positif dinyatakan keluar dari benda, sedangkan arah medan listrik yang ditimbulkan oleh benda bermuatan negatif dinyatakan masuk ke benda.
Untuk menggambarkan medan listrik digunakan garis-garis gaya listrik. Garis-garis gaya listrik yaitu garis lengkung yang dibayangkan merupakan lintasan yang ditempuh oleh muatan positif yang bergerak dalam medan listrik. Garis gaya listrik tidak mungkin akan berpotongan, sebab garis gaya listrik merupakan garis khayal yang berawal dari benda bermuatan positif dan akan berakhir di benda yang bermuatan negatif. Gambar dibawah menggambarkan garis-garis medan listrik di sekitar benda bermuatan listrik.
1. Kuat Medan Listrik
Kuat medan listrik di suatu titik dalam medan listrik didefinisikan sebagai gaya per satuan muatan listrik di titik itu. Kuat medan listrik dinyatakan dengan lambang E. Untuk menyatakan kuat medan di suatu titik dalam medan listrik perhatikan gambar dibawah, menggambarkan suatu benda bermuatan q yang menimbulkan medan listrik di sekitarnya. Kita tinjau suatu titik P yang berada pada jarak r dari q. Untuk menentukan kuat medan listrik di titik P, kita letakkan sebuah muatan penguji sebesar q’. Besarnya kuat medan di titik P dapat dituliskan, berikut rumus atau persamaan medan listrik :
di mana :
= kuat medan di titik P (Newton/Coulomb)
k = Konstanta = 9.109 N m2 C-2
q = muatan listrik penimbul medan (C)
r = jarak antara titik P ke muatan q (m)
Arah kuat medan listrik yang dialami oleh muatan uji bergantung pada jenis muatan uji dan muatan sumber. Jika positif dan negatif maka akan tarik menarik tapi jika jenis muatannya sama kan tolak menolak.
= kuat medan di titik P (Newton/Coulomb)
k = Konstanta = 9.109 N m2 C-2
q = muatan listrik penimbul medan (C)
r = jarak antara titik P ke muatan q (m)
Arah kuat medan listrik yang dialami oleh muatan uji bergantung pada jenis muatan uji dan muatan sumber. Jika positif dan negatif maka akan tarik menarik tapi jika jenis muatannya sama kan tolak menolak.
2. Sifat-Sifat Medan Listrik
Berikut sifat-sifat medan listrik/ garis-garis gaya listrik, yakni :
- Garis-garis gaya listrik tidak pernah berpotongan.
- Garis-garis gaya listrik selalu mengarah radial keluar dari muatan positif dan masuk menuju muatan negatif.
- Semakin rapat garis-garis gaya listrik pada suatu tempat, maka medan listrik pada tempat tersebut semakin kuat dan sebaliknya.
3. Kuat Medan Listrik oleh Beberapa Muatan
1. Resultan Medan Listrik yang Segaris
Titik B berada di antara muatan Q1 dan Q2 yang letaknya satu garis. E1 adalah kuat medan listrik karenapengaruh muatan Q1, E2 adalah kuat medan listrik karena pengaruh muatan Q2.
Besar kuat medan listrik di B adalah resultan vektor E1 dan E2 yang ditentukan dengan rumus
Besar kuat medan listrik di B adalah resultan vektor E1 dan E2 yang ditentukan dengan rumus
2. Resultan Medan Listrik yang tak Segaris
Besarnya kuat medan listrik di A adalah resultan vektor E1 dan E2 yang ditentukan dengan rumus :
Dengan Ө adalah sudut apit E1 dan E2
Baca Juga Pengertian Arus Listrik (Electric Current) dan Jenisnya
Fluks listrik Melalui Bidang
Jika terdapat garis-garis gaya (fluks) dari suatu medan listrik homogen yang menembus tegak
lurus bidang seluas A, maka fluks listrik (Ф ) yang melalui bidang tersebut adalah :
Ф = E . A
Satuan Ф adalah Weber atau NC-1m2
Persamaan fluks listrik untuk medan listrik yang menembus bidang tidak tegak lurus adalah :
lurus bidang seluas A, maka fluks listrik (Ф ) yang melalui bidang tersebut adalah :
Ф = E . A
Satuan Ф adalah Weber atau NC-1m2
Persamaan fluks listrik untuk medan listrik yang menembus bidang tidak tegak lurus adalah :
Ф = E . A . cos Ө
Dengan :
Ф = fluks listrik ( Weber )
E = kuat medan listrik ( N/C )
A = luas bidang yang ditembus oleh medan listrik
( m2 )
Ө = sudut antara E dan garis normal bidang
Dengan :
Ф = fluks listrik ( Weber )
E = kuat medan listrik ( N/C )
A = luas bidang yang ditembus oleh medan listrik
( m2 )
Ө = sudut antara E dan garis normal bidang
Kuat Medan Listrik oleh Bola Konduktor Bermuatan
Jika sebuah bola konduktor bermuatan dengan jari-jari R diberi muatan listrik, maka muatan listrik itu akantersebar pada permukaan bola.
R = jari-jari bola konduktor
r = jarak suatu titik ke pusat konduktor (variabel)
Kuat Medan Listrik
*Untuk r < R ( di dalam bola ) : E = 0
*Untuk r = R ( di permukaan bola ) :
Kuat Medan Listrik pada Konduktor Dua Keping Sejajar
( N/C )
A = luas penampang keping ( m2 )
Q = muatan masing-masing keping ( C )
Kesimpulan
Demikian penjelasan tentang Pengertian Medan Listrik beserta Rumusnya. Jika sebuah benda bermuatan listrik berada di dalam ruangan tersebut akan mendapat gaya listrik (gaya Coulomb). Semoga bermanfaat.
Jadilah komentator pertama!
Menggunakan CODE (block element)
Memasukkan IMG (gambar)
Catatan: