BAB II HUKUM COULOMB & INTENSITAS MEDAN LISTRIK 2.1 Hukum Eksperimental coulomb R Q1 F k Gaya Coulomb Q2 Q1Q2 , R2 K = konstanta 1 k = konstantan 4 0 1 F 0 8.854 x1012 x109 36 m F (permitivitas ruang hampa) Q1Q2 4 O R 2 Q = muatan [C] R = jarak antara muatan [m] k = konstanta [SI] F = gaya [N] F2 R12= r2 - r1 R12 a12 Q2 r2 Q1 r1 1 (0,0,0) titik asal Sama Tanda Muatannya F2 Q1Q2 a12 ; 2 4 O R12 a12 R12 R12 Gaya Coulomb Gaya Timbal Balik F1 F2 Q1Q2 a21 2 4 0 R12 Qt Ft Q1 Q1Qt a 2 1t 4 0 R1t Ft Q1 .a1t Qt 4 0 R12t Medan vektor = intensitas medan listrik 2.2 Intensitas Medan Listrik. Intensitaas medan listrik = Gaya vektor yang bertumpu pada satuan muatan positif 2 Ft Qt E Volt N C Joule Newton meter Coulomb coulomb Volt Newton N V meter Coulomb C m E Q 4 0 R 2 .aR 2.3 Medan dari n Muatan Titik Untuk n buah titik - jumlah gaya masing-masing muatan pada titik yang ditinjau z Q2 r-r 2 r2 1 Q1 r-r 1 E1 r r1 1 y E2 E 1 +E 2 2 x n Er m 1 Qm 4 0 r rm 3 2 am 2.4 Medan Distribusi Muatan Volume Malar Kerapatan muatan dari suatu distribusi kontinu aRN Q P lim v0 V aR2 R1 Q dQ dv vol E vol 2.5 aR3 R2 R3 P r ' dv ' 4 0 r r P Q1 vol ' 2 r r' r r' Q2 RN Q3 QN Medan Muatan Garis asumsi gerak elektron lambat elektron statis Muatan garis kerapatan muatan/ satuan panjang konstan Intensitas yang ditimbulkan dalam muatan garis dari - ke + adalah sebagai berikut: 4 aR1 z dQ= L d L L R P dE dE z y dE z Sifat kesimetrisan : terhadap koordinasi mana medan tidak berubah komponen medan madan yang tidak muncul bergerak dengan & z komponen tidak berubah bergerak dengan & tetap komponen z tidak berubah bergerak & z tetap medan berubah terhadap tidak ada unsur yang membuat adanya komponen E=nol setiap muatan menghasilkan E dan E z , sedang E z untuk Z saling meniadakan Ez=0 dQ L d L dE L d L sin L dL y L d L 4 O R 2 4 O R 2 R 4 O R3 5 R 2 L2 2 E L dL ~ ~ 4 O L 2 L 1 E 4 O 2 E 2.6 2 3 ;L 2 cat ~ L 2 2 L ~ L 2 O Muatan Bidang Kerapatan muatan bidang = S c m 2 Bidang muatan pada bidang y z, dan titik yang ditinjau pada sumbu x z dy s y P(x,0,0) x y R 2 L2 2 Pendekatan seperti muatan garis yang panjang mempunyai beban kecil (pipih) yang banyak 6 yang L= S dy Komponen yang ada hanya E x, Karena E y dan Ez saling menghilangkan dEX S dy 2 0 x 2 y 2 cos S xdy 2 0 x 2 y 2 1 S ~ xdy S EX tan x 2 2 2 0 ~ x y 2 0 y ~ EX S 2 O X 0 EX ~ EX S 2 O S aN 2 O a N = Vektor satuan medan yang arahnya keluar dari bidang 2.7 MEDAN AKIBAT DISTRIBUSI MUATAN Muatan garis dE dQ= L d L L R P 7 aR L aR d 2 L 4 R 0 L E Muatan permukaan/lembaran dQ 4 O R 2 R P S aR d 2 S 4 0 R S E S dQ= dQ= S d SL d L S Muatan Ruang R dQ=d aR d 2 V 4 0 R V E S 8