Medan listrik

a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran

Setelah mempelajari kegiatan belajar 3, diharapkan Anda dapat:

  • Menjelaskan hubungan antara kuat medan listrik di suatu titik, gaya interaksi, dan besar muatan yang menyebabkan medan listrik di titik tersebut.
  • Menghitung kuat medan listrik di suatu titik apabila diketahui besar muatan listrik penyebab timbulnya medan di titik tersebut, dan jarak antara muatan dan titik itu.


b. Uraian Materi

MEDAN LISTRIK

Pengertian Medan Listrik


Gambar 19 menunjukkan dua buah benda yang bermuatan listrik positif, A dan B ; diantara dua benda itu terdapat gaya tolak-menolak listrik, F. Seperti halnya gaya gravitasi, gaya ini bekerja pada suatu jarak tertentu dan dialami tanpa adanya persinggungan antara A dan B. Sekarang apabila benda B tersebut diambil, maka titik di mana benda B tersebut berada dikatakan berada dalam medan listrik yang disebabkan benda bermuatan positif A. Jadi suatu titik dikatakan berada dalam medan listrik apabila suatu benda yang bermuatan listrik ditempatkan pada titik tersebut akan mengalami gaya listrik.


KUAT MEDAN LISTRIK

Karena gaya adalah suatu besaran vektor, maka medan listrik juga suatu besaran vektor yang mempunyai besar dan arah. Apabila pada titik B ditempatkan benda bermuatan negatif, misalnya elektron, maka arah medan di titik A dan B menjadi sebaliknya (berlawanan dengan yang ada di gambar), yaitu tarik-menarik. Besarnya medan listrik disebut “kuat medan listrik”. Kuat medan listrik di suatu titik, E didefinisikan sebagai gaya tiap satuan muatan di titik tersebut. Apabila gaya yang dialami muatan penguji q’ yang ditempatkan pada titik tersebut adalah F, maka terdapat hubungan:


atau dapat dinyatakan


Dalam Sistem Internasional (SI), gaya dinyatakan dalam satuan Newton (N), dan muatan dalam satuan coulomb (C), satuan kuat medan listrik adalah Newton per coulomc (N/C).

PERHITUNGAN KUAT MEDAN LISTRIK

Kuat medan listrik pada suatu titik dapat juga dihitung dari hukum Coulomb. Cara ini dapat dilakukan apabila besar dan kedudukan semua muatan yang menyebabkan medan diketahui. Jadi untuk mencari kuat medan listrik di titik P yang berjarak d dari sebuah muatan titik q, maka bayangkanlah di titik P tersebut ada muatan uji q’ yang positif. Gaya pada q’ menurut hukum Coulomb adalah:


dan kuat medan listrik pada titik P adalah:


Arah medan menjauhi q, jika muatan q ini positif dan menuju q, jika muatan negatif.

Jika sejumlah muatan titik qA , qB dst, berada pada jarak dA , dB dst terhadap suatu titik P seperti Gambar 17, maka kuat medan di titik P adalah jumlah vektor dari kuat medan yang disebabkan muatan qA , qB dst, atau jumlah vektor dari EA , EB dst.

E = EA + EB + …. (jumlah vektor) …………………(9)


….(Jumlah vektor ……………(10)


c. Rangkuman

  • Suatu titik dikatakan berada dalam medan listrik apabila suatu benda yang bermuatan listrik ditempatkan pada titik tersebut akan mengalami gaya listrik.
  • Kuat medan listrik di suatu titik, E didefinisikan sebagai gaya tiap satuan muatan di titik tersebut. o Secara matematis kuat medan listrik di suatu titik dinyatakan dalam persamaan:



Dengan F adalah gaya yang dialami oleh muatan penguji q’ yang ditempatkan pada titik tersebut.

  • Jika sejumlah muatan titik qA , qB dst, berada pada jarak dA , dB dst terhadap suatu titik P , maka kuat medan di titik P adalah:


…………….(Jumlah vektor)

d. Tugas

  1. 1). Dua buah muatan qA dan qB masing-masing besarnya +5
    C dan -10 C diletakkan terpisah pada jarak 5 cm. Tentukan besar dan arah medan listrik pada masing-masing muatan.
  2. 2). Tiga buah muatan qA , qB , dan qC , masing-masing terletak pada titiktitik sudut segitiga sama sisi ABC dengan panjang sisi 5 cm. Apabila muatan-muatan qA , qB , dan qC masing-masing besarnya +5 C, – 5 C, dan -10 C. Tentukan besar dan arah medan listrik pada muatan -10 C yang berada pada titik C.

e. Tes Formatif

  1. Dua buah muatan dipisahkan pada jarak 3 cm. Benda A memiliki muatan +6 C dan benda B memiliki muatan +3 C. Berapa medan listrik pada benda A?
  2. Sebuah bola A dengan muatan 6 C diletakkan dekat dengan dua bola bermuatan lainnya. Bola B dengan -3
    C diletakkan 4 cm di sebelah kanan bola A dan bola C dengan muatan 1,5 C diletakkan 3 cm lurus di bawah bola A. Tentukan medan listrik bersih pada muatan 6 C
  3. Muatan-muatan qA dan qB yang besarnya +12 x 10
    C dan –12 x 10
    C masing-masing ditempatkan pada jarak 10 cm, seperti pada Gambar 18. Hitunglah kuat medan listrik karena muatan-muatan tersebut pada titik-titik a, b, dan c.

 

 

bahan dapat di unduh di Presentasi


Materi dapat di unduh di Materi Belajar

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s