A. RAMBATAN ENERGI DAN MOMENTUM 1. Energi Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik mengandung medan magnet dan medan listrik sehingga kedua medan tersebut memiliki persamaan gelombang. Kedua persamaan tersebut berbentuk sinusoidal sebagaimana berikut. E = Emaks sin ωt dan B = Bmaks sin ωt Harga efektifnya yaitu : Eef = Emaks √2 dan Bef = Bmaks √2 Hubungan antara kuat medan listrik E dan kuat medan magnet B adalah sebagai berikut : Bmaks = Emaks 𝐸 → 𝐵 = atau B. c = E c 𝑐 Keterangan : E = kuat medan listrik (N/c) B = kuat medan magnet (T) C = kecepatan cahaya = 3.108 m/s Berdasarkan persamaan 𝑐= 1 √𝜇0 𝜀0 Maka diperoleh : 𝑐2 = 1 1 → 𝜇0 𝜀0 = 2 𝜇0 𝜀0 𝑐 Sehingga dapat disimpulkan bahwa : B = E c E2 B = 2 c 2 B 2 = E2. 1 c2 B 2 = E 2 . μ0 ε0 a) Energi Medan Listrik Persamaan energi yang berlaku pada kapasitor yaitu : 1 W = C. V 2 2 Dari kuat medan listrik yaitu E= V → V = E. d d 1 Maka didapatkan 𝑊 = 2 𝐶. 𝐸 2 . 𝑑 2 dari rumus kapasitor C = ε0.A d sehingga diperoleh 1 W = 2 . ε0 . A. d. E 2 yang disebut sebagai energi medan listrik (Joule). 1 Karena volume V = A. d maka W = 2 . ε0 . V. E 2 Joule. Karena kerapatan energi listrik = energi listrik per satuan volume, maka : 1 joule UE = ε0 . E 2 dengan satuan 3 2 m Gelombang energi listrik yang bergerak dengan kecepatan cahaya yaitu: UE = 1 watt ε0 . E 2 . c dengan satuan 2 2 m b) Energi Medan Magnetik Energi magnetik dari induktor atau kumparan yang memiliki luas penampang A dengan panjangnya l kemudian dialiri arus listrik I yaitu : 1 W = 2 L I 2 , dengan L = μ0 N2 A l 1 μ0 N2 A sehingga diperoleh W = 2 l Apabila lilitan per satuan panjang adalah n= N → N = n. l → N 2 = n2 . l2 l Maka diperoleh : 1 n2 l2 AI 2 W = μ0 2 l 1 W = μ0 n2 lAI 2 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒 2 Volume kumparan adalah 𝑉 = 𝐴. 𝑙 Maka W= 1 μ n2 VI 2 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒 2 0 Dari persamaan induksi magnetik kumparan B= Sehingga μ0 IN B atau B = μ0 In → i = l μ0 n . I2 1 B2 2 W = μ0 . n . V. 2 2 2 μ0 n W= VB 2 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒 2μ0 Karena kerapatan energi magnetik = energi magnetik per satuan volume, maka: UB = B2 joule dengan satuan 3 2μ0 m Gelombang energi magnet yang bergerak dengan kecepatan cahaya yaitu: B 2c watt UB = dengan satuan 2 2μ0 m
