listrik statis – 2

LISTRIK STATIS
HUKUM GAUSS
DISINI KITA AKAN MEMPELAJARI
2
MEDAN LISTRIK PADA MEDIUM KONDUKTOR
2
HUKUM GAUSS PADA MEDIUM NON-KONDUKTOR
2
MEDAN LISTRIK PADA MUATAN KONTINUE
MEDAN LISTRIK PADA MEDIUM
KONDUKTOR
Untuk menentukan kuat medan listrik akibat distribusi
muatan tertentu dipergunakan hukum Gauss. Gauss
menurunkan hukumnya berdasarkan pada konsep-konsep
garis-garis medan listrik. Fluks listrik didefinisikan
sebagai jumlah garis-garis medan listrik yang menembus
tegak lurus suatu bidang. Perhatikan medan listrik serba
sama yang arahnya seperti ditunjukkan pada Gambar (a).
Garis-garis medan menembus tegaklurus suatu bidang
segiempat seluas A. Jumlah garis-garis medan per satuan
luas sebanding dengan kuat medan listrik, sehingga
jumlah garis medan listrik yang menembus bidang seluas
A sebanding dengan EA. Hasil kali antara kuat medan
listrik tersebut dinamakan fluks listrik Φ.
• Φ=E×A
• Satuan untuk E adalah N/C, sehingga satuan untuk fluks
listrik (dalam SI) adalah (N/C)(m2) yang dinamakan
weber (Wb). 1 weber = 1 NC-1m2
• Untuk medan listrik menembus bidang tidak tegak lurus,
perhatikan Gambar (b).
• Φ = EA’
• Dengan A’ = A cos θ, sehingga:
• Φ = EA cos θ
• Dengan θ adalah sudut antara arah E dan arah normal
bidang n. Arah normal bidang adalah arah yang
tegaklurus terhadap bidang (lihat gambar c).
(a)
(b)
(c)
(a) Garis-garis medan medan antara listrik
menembus bidang,
(b) Garis-garis medan listrik menembus bidang
dengan sudut θ
(c) θ adalah sudut antara arah medan listrik dan
arah normal bidang n.
Rumus Fluks Listrik :
Φ=E.A
atau
• Berdasarkan konsep fluks listrik ini, muncullah
hukum Gauss, sebagai berikut:
• “Jumlah garis-garis medan listrik (fluks listrik) yang
menembus suatu permukaan tertutup sama dengan
jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh
permukaan tertutup itu dibagi dengan permitivitas
udara.”
• Φ = EA cos θ =
• dengan A=luas permukaan tertutup, θ=sudut antara
E dan arah normal n, dan Σq = muatan total yang
dilingkupi oleh permukaan tertutup.
MEDAN LISTRIK PADA MUATAN
KONTINUE
• Hukum Gauss dapat digunakan untuk menghitung
kuat medan listrik dari suatu sistem muatan yang
muatannya terdistribusi seragam. Pada
pembahasan ini dibatasi pada konduktor dua keping
sejajar, dan konduktor bola berongga.
• Untuk konduktor dua keping sejajar, misalkan, luas
tiap keping A dan masing-masing keping diberi
muatan sama tetapi berlawanan jenis +q dan –q.
• Jumlah garis medan yang menembus keping
adalah:
• Φ= EA cos θ =
MEDAN LISTRIK PADA MUATAN
KONTINUE
• Oleh karena medan listrik E
menembus keping secara
tegak lurus (Gambar 4.1.18),
maka θ = 0, dan cos 0 =1,
sehingga persamaan
menjadi:
• EA =
• E=
• dengan σ = rapat muatan
listrik, sebagai muatan per
satuan luas:
Gambar Konduktor dua
keping sejajar
CONTOH SOAL
Sebuah konduktor dua keping sejajar yang tiap
kepingnya berbentuk persegi panjang (panjang=5
cm, lebar = 4cm) diberi muatan 1,77μC yang
berlawanan jenis. Hitung :
(a) rapat muatan listrik masing-masing keping
(b) besar kuat medan listrik dalam ruang
diantara kedua keping
MARI KITA INGAT RUMUS
RUMUS YANG TADI,,,
LALU….
KITA JAWAB
JAWABANNYA :
Luas keping A = 20-4 m2, muatan keping q=1,77μC=
1,77´10-6 C, ε = 8,85´10-12 (dalam SI).
(a)
Rapat muatan dihitung dengan :
σ=
=8,85 × 10-4 cm-2
(b) Besar kuat medan E di antara kedua keping,
yaitu:
E=
= 1,0 × 108 N/m