4-medan-listrik-rk

Medan Listrik
Fisikawan tidak suka memilih
konsep “aksi pada suatu jarak”
Mereka lebih suka
memilih medan yang
dihasilkan objek dan
objek lain berinteraksi
dengannya
Artinya daripada ini ...
Mereka lebih suka berfikir...
-
+
-
+
Medan Listrik
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 |
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
Vektor & Medan skalar
Medan Listrik
Medan listrik sebagai medan vektor
Medan listrik adalah contoh
medan vektor
Suatu medan (vektor atau skalar)
terdefinisi disemua tempat
Suatu medan vektor memiliki arah dan besar
Medan listrik memiliki satuan N/C
Superposisi & Medan Listrik
Superposisi & Medan Listrik
distribusi muatan titik
Q0Q2 
1  Q0Q1
F0 
rˆ 
rˆ

2 01
2 02 
40 | r01 |
| r02 |


1  Q1
Q2
ˆ
ˆ
E
r 
r

2 01
2 02 
40 | r01 |
| r02 |

Qi
ˆ
E
r

2 i
40 i | ri |
1
E1
r2
r̂1
r1
Q1
E2
Q2
Superposisi & Medan Listrik
distribusi muatan kontinu
P
R-r
dq
r
R
EP 
1
4 0


R  r
dq
Rr
3
Medan Listrik dari muatan kontinu :
muatan batang (4 SKS)
dq  ( x)dL  ( x)dx
y
P
R  h ˆj
r  xiˆ
R-r
R
r
dq
x
EP 
1
4 0


R  r
dq
Rr
3
Medan dari muatan kontinu :
muatan cakram (4 SKS)
R  h ˆj
dq   dA   (s, )sdsd

r  srˆ  s cos iˆ  sin   ˆj
P
R-r
R
r
dq
x
y
EP 
1
4 0


R  r
dq
Rr
3

Medan dari dipol (4 SKS)
E  E 
kQ
r2  a2
E y  E   E   cos


r
2kQ
r
2
2
 a2

a
 a2 r2  a2
 k 2aQ
E

3/ 2
kQ2a
r

1/ 2
3
r  a
Representasi dari medan listrik
Garis-garis medan listrik
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
Pembuatan garis-garis medan listrik
• Garis-garis berawal dari muatan positif
• Garis-garis berakhir di muatan negatif
• Jumlah garis yang meninggalkan muatan
+ve (atau menuju muatan -ve) sebanding
dengan besarnya muatan
• Garis-garis medan listrik tidak dapat
berpotongan
Pembuatan garis-garis medan listrik:
Contoh
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
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
Interpretasi garis-garis medan listrik
• Vektor medan listrik, E, adalah tangen
terhadap garis-garis medan listrik pada
masing-masing titik sepanjang garis.
• Banyaknya garis persatuan luas yang
melewati permukaan tegak lurus thd medan
adalah sebanding dengan kuat medan listrik
pada daerah tersebut