MEDAN LISTRIK

MEDAN LISTRIK
Akibat Muatan Garis dan Muatan
Bidang
Medan listrik akibat muatan garis yang terletak di sumbu z :
L
E
a
2o 
L = Rapat muatan persatuan panjang C/m
Medan listrik akibat muatan garis yang terletak sembarang:
E
L
2o R
aR 
L R
2o R
2
R adalah vektor yang panjangnya adalah jarak terdekat dari muatan
garis ke titik P yang hendak dihitung medan listriknya (R tegaklurus pada
arah dari muatan garis).
Akibatnya ujung vektor R ini adalah titik P sedangkan pangkalnya
terletak pada muatan garis dimana salah satu koordinatnya sama
dengan koordinat titik P.
Contoh Soal
Hitung medan listrik E di titik P(5, 6, 1) akibat muatan
garis L = 30 n C/m yang terletak pada perpotongan
antara bidang y = 3 dan z = 5.
Jawab :
z
3
L
5
R
y
1
x
6
P(5,6,1)
z
3
L
5
R
y
1
P(5,6,1)
6
x
R  (6  3) a y  (1  5) a z  3 a y  4 a z
R  (32 )  (4) 2  5
E
L R
2o R
2
9
30
x
10
(3 a y  4 a z )
 18x109
 64,8 a y  86,4 a z
2
5
Medan listrik akibat muatan bidang :
s
E
aN
2 o
s = Rapat muatan persatuan luas C/m2
aN adalah vektor satuan yang arahnya tegak lurus dari muatan bidang ke
titik yang hendak dihitung medan listriknya.
Contoh Soal
• Sebuah muatan bidang S sebesar 2 nC/m2 terletak
pada bidang x = 3. Sebuah muatan garis L sebesar
20 nC/m terletak pada x = 1, z = 4. Tentukan arah
medan listrik di titik P(4, 5, 6).
Jawab :
Akibat muatan garis :
R  (4  1) a x  (6  4) a z  3 a x  2 a z
R  (3) 2  (2) 2  3,606
9
(
20
x
10
)(3 a x  2 a z )
9
E L  18x10
 83,056 a x  55,371 a z
2
(3,606)
Akibat muatan bidang :
9
E S  18x10 (2x10 ) a x
9
 113,097 a x
Akibat muatan garis dan muatan bidang :
E  E L  ES  83,056 a x  55,371a z  113,097 a x
aE 
196,153 a x  55,371a z
(196,153)  (55,371)
2
2
 0,962 a x  0,272 a z