medan listrik - Kuliah Online UNIKOM

MEDAN LISTRIK
Tri Rahajoeningroem, MT
T. Elektro - UNIKOM
Medan Listrik
Fisikawan tidak suka memilih
konsep “aksi pada suatu jarak”
Artinya daripada ini ...
-
Mereka lebih suka
memilih medan yang
dihasilkan objek dan
objek lain berinteraksi
dengannya
Mereka lebih suka berfikir...
+
-
+
Medan listrik E didefinisikan sebagai
gaya yang bekerja pada partikel uji
dibagi dengan muatan partikel tersebut
F
F
E
Q0
E
+Q0
r
r̂
Q
Maka Medan listrik
dari satu muatan
adalah
1
Q
E
rˆ
2
40 | r |
Garis-garis Medan


Medan listrik merupakan vektor dan
sering disebut medan vektor
Arah medan dapat ditentukan dengan
arah panah
Pembuatan garis-garis medan
listrik





Garis-garis berawal dari muatan positif
Garis-garis berakhir di muatan negatif
Jumlah garis yang meninggalkan
muatan (+) menuju muatan (–)
sebanding dengan besarnya muatan
Garis-garis medan listrik tidak dapat
berpotongan
Pembuatan garis-garis medan
listrik:
Contoh
Medan Listrik dari satu
muatan
E
+Q0
+Q0
+Q0
r
+Q0
+
Catatan: Medan listrik terdefinisi di
semua tempat, meski tidak ada muatan di
sana.
Partikel bermuatan dalam medan
listrik
Penggunaan medan untuk menentukan gaya
F  QE
E
+Q
-Q
F  QE
Superposisi & Medan Listrik
distribusi muatan titik
Q0Q2 
1  Q0Q1
Q
1
i
ˆ
ˆ
F0 
r

r


ˆ
01
02
E

r
2
2

2 i
40 | r01 |
| r02 |

40 i | ri |

1  Q1
Q2
ˆ
ˆ
E
r 
r

2 01
2 02 
40 | r01 |
| r02 |

E1
r2
r̂1
r1
Q1
E2
Q2
Representasi dari medan listrik
Tidak mungkin untuk merepresentasikan seluruh vektor
medan listrik pada semua tempat
Representasi dari medan listrik
Sebagai gantinya dibuat garis-garis yang arahnya
menggambarkan arah medan
Pada daerah yang
cukup jauh dari
muatan kerapatan
garis berkurang
Semuanya ini dinamakan garis-garis
medan listrik
Garis-garis medan listrik
Definisikan

N garis
A
N

2
4r
karena N garis  Q
Q

2
4r
Besarnya kerapatan garis medan
| E | 
diketahui
1
Q
| E |
40 | r |2
Medan dan Konduktor Listrik
Properti dari konduktor yang baik:
1.
Medan listrik E = 0 dalam keadaan statis
Ketika muatan dalam keadaan diam dalam
konduktor, jika ada medan listrik maka
elektron-elektron bebasnya akan bergerak
F = qE samapai medan dan gaya listriknya
mencapai 0
Kosekuensi


Muatan total pada konduktor
terdistribusi pada permukaan
Bila ada (+) dikelilingi oleh konduktor
logam tidak bermuatan yang berbentuk
bola
2. Medan listrik terhadap
permukaan di luar konduktor.
Kalau ada komponen E yang
paralel dengan permukaan,
elektron-elektron akan bergerak
sepanjang permukaan sampai F=0
dan E tegak lurus pada permukaan




Kuis : Arah Medan
Sebuah muatan +q berada di (0,1)
Sebuah muatan –q berada di (0,-1)
Kemanakah arah medan di (1,0)




A) i + j
B) i - j
C) -j
D) -i
Tugas Kelompok


Hitung besar medan listrik pada pusat bujur
sangkar dengan sisi 25 cm jika pada titiktitik sudutnya dengan urutan rotasi memiliki
muatan (1,2,3,4) mikrocoulomb
Sebuah muatan titik positif 2,5 X 10-5 C
diletakan pada titik awal koordinat dan
sebuah muatan negative -5 x 10-6 C
diletakan di sumbu sepanjang sumbu x,
dimana medan listrik yang disebabkan oleh
kedua medan ini adalah nol