Medan Listrik

Listrik Statik (Electrostatic)
Konsep Dasar :
Setiap materi tersusun atas partikel-partikel elementer
yang dapat dipandang sebagai titik materi. Partikel
elementer adalah partikel penyusun inti atom: elektron,
proton, dan netron
Model Atom Thomson
Model Atom Rutherford
Listrik Statik
Jika dua atau lebih titik materi (partikel elementer) ini
terpisah pada jarak tertentu di ruang hampa (udara),
apakah perilakuannya sama dengan titik materi (massa)
menurut konsep Newton ?
m1m2
F  G 2
r
Hukum Coulomb : Gaya Electrostatik
Dicetuskan oleh Charles Coulomb (1736 – 1806),
seorang ilmuwan Perancis pada tahun 1780,
tentang gaya listrik antar muatan
q1
q2
r
F12 
1
4 o
q1 q 2
r
2
Secara ringkas Hukum Coulomb dapat disimpulkan
bahwa :
 Muatan yang sejenis saling tolak menolak,
muatan yang berlawanan saling tarik menarik
 Gaya yang timbul bekerja di sepanjang garis
lurus yang menghubungkan kedua partikel
 Gaya yang timbul sebanding dengan besarnya
tiap-tiap muatan partikel
 Gaya yang timbul berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak antar partikel
F12
Q1
Q2
F21
Q1
F12
F21
Q2
Medan Listrik (E)
Konsep Dasar :
Antara dua muatan listrik statis yang
terpisah pada jarak tertentu dapat timbul
sebuah gaya elektrostatis  “action at a
distance”
atau….
Sebuah muatan listrik dapat melakukan
gaya pada muatan lain meskipun keduanya
tidak bersentuhan
Medan Listrik (Electric Field)
Michael Faraday (1791 – 1867), ilmuwan Inggris,
mencetuskan gagasan tentang Medan (Field)
Medan ( Field ) :

Bukan merupakan suatu jenis materi, seperti halnya
fluida, gas atau padatan
 Merupakan konsep tentang ruang (field)
 Ditimbulkan oleh muatan, baik muatan positip
maupun negatif.
 Nilai atau kuantitas medan listrik (E) tidak bergantung
pada besarnya nilai muatan uji.
Deskripsi dan Konvensi
 Medan digambarkan dengan garis-garis gaya,
bersumber dari muatan positip dan
menuju/masuk ke muatan negatip.
 Rapat garis gaya disekitar muatan sumber
menunjukkan besar/kuantitas medan tersebut.
Secara ringkas sifat garis gaya adalah
sebagai berikut:
 garis medan gaya menunjukkan arah medan listrik;
titik-titik medan berada pada tangen arah garis medan
pada sembarang titik,
 garis medan digambar sedemikian hingga medan
listrik E sebanding dengan jumlah garis medan yang
menembus satuan luas yang tegak lurus garis medan,
 garis gaya medan listrik berawal hanya dari sumber
bermuatan positif dan berakhir hanya pada sumber
bermuatan negatif, jumlah garis gaya yang berawal
dan berakhir sebanding dengan besarnya muatan.
Visualisasi Medan Listrik di sekitar muatan (charges)
Muatan (+)
Muatan (+) dan (-) /dipole
Muatan (-)
Muatan (+) dan (+)
Medan listrik pada plat logam
bermuatan positip
Medan Listrik
E = 1/q F
q = muatan uji (test charge)
qQ 1
1 Q
E 

2
4o r q 4o r 2
1
Q = muatan sumber (source)
Soal Latihan :
 Tiga buah partikel masing-masing +88 C, 65 C,
dan +50 C terletak pada satu garis lurus dan terpisah
sejauh 0,75 m ke kiri dan ke kanan dari pusat muatan
(65 C). Tentukan gaya total pada partikel kedua !
 Hitunglah kuat medan listrik pada salah satu ujung
bujur sangkar (sisi 25 cm) jika tiga ujung lainnya
ditempati oleh muatan yang besarnya masing-masing
21 C.
Soal : Medan Listrik