HUKUM COULOMB and INTENSITAS MEDAN LISTR

HUKUM COULOMB &

INTENSITAS MEDAN LISTRIK

Gaya Coulomb 2

,

2 1

R

Q

Q

k

F

=

0

4 1

πε

=

k = 9x109 Nm2/C2 = konstanta

12 0

8

.

854

10

−

=

x

ε

m F x10 9 36

1 ₋

≈

π

(permitivitas ruang hampa)

2 2 1

4

R

Q

Q

F

O

πε

=

Q = muatan [C]

R = jarak antara muatan [m] k = konstanta [Nm2/C2]

F = gaya [N]

Sama Tanda Muatannya

12 12 12

12 2 12 2 1

2

;

4

R

R

a

a

R

Q

Q

F

O

=

=

πε

R

Q1 Q2

Q1

Q2

F2

(0,0,0) titik asal R1 2

r1

r2

a1 2

R

Medan vektor = intensitas medan listrik

Intensitas medan listrik = Gaya vektor yang bertumpu pada satuan muatan positif

r1

r2

r-r1

r

r-r2

Untuk n buah muatan titik →

medan pada titik tinjauan = jumlah medan dari masing-masing muatan pada titik yang tersebut

( )

m

m m n

m

r

a

r

r

Q

E

₂

0

1

4

−

=

∑

=

πε

Kerapatan muatan dari suatu distribusi kontinu

∫

=

∫

=

Δ

Δ

=

_{Δ →}

vol vol v

v

dv

dQ

Q

V

Q

ρ

ρ

0

lim

( )

∫

₋

₋

−

=

_vol v

r

r

r

r

r

r

dv

r

E

_'

'

2 ' 0

' '

4

πε

ρ

Q1

Q2

z

x

y E1

E2 E1+E2

Q1

Q2

Q3

QN

R1

R2

R3

RN

P aR 1

Muatan garis

→

asumsi gerak elektron lunak

→

elektron statis

Kerapatan muatan/satuan panjang konstan

→

Intensitas yang ditimbulkan dalam muatan garis dari - ∼ ke ∼ adalah sebagai berikut:

Sifat kesimetrisan :

• untuk menentukan terhadap koordinat mana medan tidak berubah

• untuk menentukan komponen medan madan yang tidak muncul

• bergerak dengan ρ & z tetap Æ komponen φ tidak berubah

• bergerak dengan ρ & φ tetap Æ komponen z tidak berubah

• bergerak φ & z tetap Æ medan berubah terhadap ρ

• tidak ada unsur yang membuat adanya komponen φ Æ Eφ=nol

• setiap muatan menghasilkan E_ρ dan Ez, sedang Ez

untuk - ∼ ≤ Z ≤ ∼Æ saling meniadakan Æ Ez=0

z

x

y L

R

ρ

dQ=ρLdL

P

dEz dE

dE_ρ

θ

L

Muatan Bidang

kerapatan muatan bidang =

[ ]

2

m c

S =

ρ

∫

Pendekatan seperti muatan garis yang panjang yang mempunyai beban kecil (pipih) yang banyak

ρL = ρS dy

Komponen yang ada hanya Ex, Karena Ey dan Ez saling menghilangkan

(

2 2

)

aN = Vektor satuan medan yang arahnya keluar dari

bidang dan normal terhadap bidang tersebut

MEDAN AKIBAT DISTRIBUSI MUATAN

• Muatan garis

P R

∫

=

S

S R S

d

R

a

E

₂

0

4

πε

ρ

∫

=

V

V R V

d

R

a

E

₂

0

4

πε

ρ

• Muatan permukaan/lembaran

• Muatan Ruang

dQ=dQ=ρSdρSSdS

R

ρS

S P

P

ρv dQ=ρvd_ν

R