MEDAN
MEDAN
LISTRIK
LISTRIK
Oleh :
Oleh :
Sabar Nurohman, M.Pd Sabar Nurohman, M.Pd
Perhatikan Video Berikut:
Muatan Listrik
Muatan Listrik
Penjelasan seputar atom : Penjelasan seputar atom :
Diameter inti atom : 10-12 cm
Massa proton=massa netron : 1,67.10-27 kg
Massa elektron : 9,11.10-31 kg
Konduktor dan Isolator
Konduktor dan Isolator
! "#$ %
% %
%
% &
Hukum Coulomb
Hukum Coulomb
Gaya interaksi antara dua benda titik bermuatan listrik sebanding dengan muatan masing-masing dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.
Gaya interaksi tarik-menarik bila
berlaianan tanda (muatan) dan tolak-menolak jika memiliki tanda (muatan) yang sama.
2 2 1
r
q
q
F
∞
2 2 1
r
q
q
k
2 2 9 2 2 9 2 2 12 0
/C
N.m
10
.
9
/C
N.m
10
x
988
,
8
/C
N.m
10
854
,
8
4
1
4
1
=
=
•
=
=
−k
k
π
πε
Dalam kajian elektrostatik, kita akan berurusan dengan Dalam kajian elektrostatik, kita akan berurusan dengan
muatan pada orde micro atau bahkan nano coulomb. Anda
bayangkan, seandanya saja ada dua buah muatan sebesar 1 C terpisah sejauh 1 m, maka akan menyebabkan
munculnya gaya coulomb sebesar 9 x 109 N (kira-kira sejuta
ton)
Anda juga perlu tahu, untuk memperoleh muatan sebesar 1 C, kita kira-kira membutuhkan elektron sejumlah 6 x 1018.
1
q
q
12 F 12r
Gaya Coulomb
( ) * *+ ) % % , % 1 r r 1 q 2 q 12 3 12 2 1 0 12 12 2 12 2 1 0 124
1
ˆ
4
1
r
r
q
q
F
r
r
q
q
F
πε
πε
=
=
-0 =Permitivitas Ruang Hampa
1/4 0 =8,9874.109=9.109 NM2/c2
2 r 21 F 12 12 12 12 12
ˆ
r
r
r
r
. ,
* & /!# / #$
*+&" /!# 0 /$ 1
*+&" /!# 0 /$ 1
Gaya Coulomb Oleh Beberapa Muatan
12
r
13
r
% %
q1
q2
q3
q1
q2
q3
r
1
r r2 13
( ) *
*+ *# *0
3 * *+ *#
*0
% %
*
*
+*
#*
0 ,F1 = F12 + F13 + F14
-
-q4 q4
14
r
1
r r2
4
r
3
.
,
* & 4
/ #$ *
+&!+ 4
0$
*
#&+ 4
0 /$ 5
%
%
0$
*
#&+ 4
0 /$ 5
%
%
Medan Listrik
Medan adalah suatu besaran yang mempunyai harga pada titik dalam ruang.
Gaya coloumb di sekitar suatu muatan listrik juga
membentuk medan yaitu medan gaya listrik atau medan listrik.
Kuat medan listrik adalah vektor gaya coulomb yang bekerja pada satu satuan muatan yang diletakan pada suatu titik dalam medan listrik tersebut.
Jadi
:---Bila muatan berupa muatan titik :
r
r
q
E
rˆ
++Q++ +qP F
2 0 0
r
k
F
=
++Q++ +qP0 F0
r
0
0
)
(
q
F
E
r
=
2
)
(
r
Q
k
r
r
q
E
r
ˆ
4
1
2
0
)
(
πε
+ F=qE
E
%
*
% q+ p 1 r r ) (r −r1) ( 4 1 ) ( 4 1 1 3 0 1 1 2 1 0 r r r r q E r r r r r r q E p − − = − − − = πε πε -. ,
6 + * & / 4
+ 0$ *+&" 4 !" /$ (
1 / !+$ 7
1 + 2
4
1 0 r − r
dQ
Q
0
a ds
2 2
a x r = +
X
p dEX dEY
dE
α
α
(
8 !8 a
Q
%
%
Q %
. 1 %
6 ds % %
8 dQ
1 dE.
Ingat persamaan umum E :
r
r
q
E
rˆ
4
1
2 0 )
(
=
πε
9 ,
2 2
0
4 1
a x
dQ dE
+ =
dQ
0 a
dy
2 2
y x r = +
X
p dEX
dEY α
α
< =
8
% 8 % + %
8 %
%&! %&>
y y
y
dE %&! %&>
. 1 %
- 8 -% 2
6 % % 8 dQ
1 dE.
Ingat persamaan umum E :
r
q
E
=
1
r
ˆ
r
E
rˆ
4
0 2)
(
=
πε
9 ,
2 2
0
4 1
y x
dQ dE
+ =
y x a xdy Q dE dE y x a dy Q dE a Qdy dy dQ a Q x ) ( 2 4 cos ) ( 2 4 2 2 / muatan Kerapatan 2 / 3 2 2 2 2 0 πε α πε λ λ + = = + = = = = : % : !
- % 8
%
; - %
8 % '
i x Q E i a x x Q E a x x Q y x dy a Qx E y x a a a x ˆ 4 1 : maka y), (x jauh sangat yang Untuk x ˆ 1 4 1 4 ) ( 2 4 1 ) ( 2 4 2 0 2 2 0 2 2 0 2 / 3 2 2 0 0 πε πε πε πε πε = >> + = + = + = + −
8 % '
*
.
8 :
Garis Gaya
Di sekitar muatan listrik, baik muatan positif maupun negatif timbul garis gaya.
Kuat medan listrik pada suatu titik menyinggung garis gaya. Di tempat yang bermedan kuat garis gaya dilukiskan rapat. Bila medan lemah garis gaya dilukiskan renggang.
> !
>
% %
+ % <
# % <
0 % %
+ + + +
-;
? : 3/ % @
> > > > > > > > > > >
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
%
-' 8 8 % %
:
<$ : % %
<$ 6
-&/ % $ 'A B
: C& 8 &CA & $'A
2 2
0
:
dapati
kita
ini,
persamaan
-persamaan
antara
di
t
asi
mengelimin
Dengan
2
1
2
1
dan
t
m
eE
t
a
y
t
v
x
=
=
y=
Jika pada t=0, x0 = y0 =0, v0x =v0 dan
v0y=0, maka pada waktu t :
2 2 0
2
1
:
dapati
kita
ini,
persamaan
-persamaan
x
mv
eE
; % D %
' ,
= E.dA
