Gaya coulumb & intensitas medan listrik

16
GAYA COULOMB & INTENSITAS MEDAN LISTRIK Hukum Coulomb Antara dua muatan bekerja gaya yang sebanding dengan besar muatan-muatannya atau berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pemisahnya Dalam bentuk vektor hukum tersebut menjadi : ε = adalah permitivitas dari medium yang bersangkutan, dengan satuan C² / N m² atau F/m ( Farad/meter ) Untuk ruang bebas ε adalah ε0 Untuk medium/media yang bukan vakum adalah ε = ε0 . Εr εr adalah permitiitas relatif / konstanta dieletrik medium

Transcript of Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Page 1: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

GAYA COULOMB & INTENSITAS MEDAN LISTRIK

Hukum CoulombAntara dua muatan bekerja gaya yang sebanding dengan besar muatan-muatannya atau berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pemisahnya

Dalam bentuk vektor hukum tersebut menjadi :

ε = adalah permitivitas dari medium yang bersangkutan, dengan satuan C² / N m² atau F/m ( Farad/meter )

Untuk ruang bebas ε adalah ε0

Untuk medium/media yang bukan vakum adalah ε = ε0 . Εrεr adalah permitiitas relatif / konstanta dieletrik medium

Page 2: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Pemakaian subscript membantu mengindentifikasi gaya-gaya , dan menunjukkan arahnya , maka

Melukiskan gaya pada Q1 , dimana vektor satuan a21 arahnya dari Q2 ke Q1

Page 3: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Dalam daerah suatu muatan titik terbentuk medan gaya yang bersifat simetri bola ,hal ini bisa dibuktikan bila Q yang tetap dititik asal ,kemudian muatan lain QT di

pindah-pindahkan disekitarnya.pada setiap tempat bekerja gaya sepanjang garis penghubung kedua muatan itu

mengarah keluar dari titik asal kalau kedua muatan itu sejenis .dalam koordinat bola , ini dinyatakan dengan

Page 4: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Medan simetris disekitar Q akan terganggu oleh QT , pada kedudukan 1 gaya F1 menjadi F1 = FQT + FQBila QT <<< Q maka hal ini tidak akan terjadi.

Page 5: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

INTENSITAS MEDAN LISTRIKMisalkan muatan uji QT itu cukup kecil hingga tak terlalu mengganggu medan yang dibentuk muatan Q tadi, maka intensitas medan listrik E karena Q , didefinisikan sebagai gaya persatuan muatan pada QT

Ungkapan untuk E ini adalah dalam koordinat bola dengan titik asal di kedudukan Q.

Page 6: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Dalam koordinat kartesian maka bentuk dari vektor E dapat digambarkan oleh

Dimana E dalam koordinat kartesian adalah :

Satuan untuk E adalah N/C atau V/m ( Volt/ Meter )

Page 7: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

DISTRIBUSI MUATAN

MUATAN RUANGjika muatan didistribusikan dalam volume tertentu, maka setiap elemen muatan akan mempunyai

kontribusi terhadap medan listrik disuatu titik diluar daerah itu.penjumlahan atau pengintegrasian diperlukan untuk mencari medan listrik totalnya.

Bentuk terkecil dari muatan adalah proton atau elektron,Rapat muatan ( Density Charge ) didefinisikan oleh :

Mengacu pada volume , setiap muatan diferensial dQ membangkitkan medan listrik pada titik P sebesar :

Page 8: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Bila semua muatan menempati volume , maka medan listrik total pada titik P adalah integrasi pada volume

Page 9: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

DISTRIBUSI MUATAN

MUATAN PERMUKAANmuatan bisa saja menyebar pada permukaaan tertentu .

Setiap muatan diferensial dQ pada permukaan akan menghasilkan diferensial medan listrik dE dititik P

Page 10: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Bila semua muatan menempati permukaan, dan tidak ada muatan-muatan lain didalam daerah itu , maka medan listrik total pada titik P adalah integrasi pada permukaan

Page 11: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

DISTRIBUSI MUATAN

MUATAN GARIS

muatan bisa saja menyebar pada sepanjang garis lurus tertentu .Setiap muatan diferensial dQ pada sepanjang garis lurus akan menghasilkan diferensial medan listrik dE dititik P

Page 12: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

Bila semua muatan menempati sepanjang garis , dan tidak ada muatan-muatan lain didalam daerah itu , maka medan listrik total pada titik P adalah integrasi pada sepanjang garis

Page 13: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

KONFIGURASI MUATAN BAKUMuatan Titik

Medan muatan tunggal Q diberikan oleh

Page 14: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

KONFIGURASI MUATAN BAKUMuatan Garis Takberhingga

Bila muatan dengan kerapatan serbasama ρℓ ( C/m ) sepanjang garis lurus takberhingga ( garis lurus takberhingga dipilih sebagai sumbu Z ) , maka medan nya adalah :

Page 15: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

KONFIGURASI MUATAN BAKUMuatan Bidang Takberhingga

Bila muatan tersebar dengan kerapatan serbasama ρs ( C/m² ) pada bidang datar takberhingga , maka medannya adalah

Page 16: Gaya coulumb & intensitas medan listrik

KONFIGURASI MUATAN BAKUMuatan Bidang Takberhingga

Menggunakan koordinat silindris dengan bidang Z = 0