Hukum Gauss Muslimin, ST. Fakultas Teknik UNMUL.

Slides:



Advertisements
Presentasi serupa
BAB 3 HUKUM GAUSS PENGERTIAN FLUKS FLUKS MEDAN LISTRIK HUKUM GAUSS
Advertisements

Hukum Gauss FLuks Listrik jumlah
PROFIL PRIBADI Nama : Iyus Rusmana Pendidikan : S1 - S2
MEDAN LISTRIK.
MEDAN LISTRIK.
LISTRIK STATIS HUKUM GAUSS.
MEDAN LISTRIK.
LISTRIK STATIS.
Medan listrik2 & Hukum Gauss
MEDAN LISTRIK Fandi Susanto S.Si.
MEDAN LISTRIK.
18. Hukum Gauss.
BAB 3 RAPAT FLUKS LISTRIK
Bab 4 Kapasitansi dan Dielektrika
Bab 1 Muatan dan Medan Listrik
Kerapatan Fluks Listrik, Hukum Gauss dan Divergensi
HUKUM COULOMB, MEDAN LISTRIK dan HUKUM GAUSS
17. Medan Listrik (lanjutan 1).
Bab 8 Sumber Medan Magnetik
Bab 1 Elektrostatis.
HUKUM GAUSS 13 October 2017.
FLUKS LISTRIK DAN HUKUM GAUSS
BAB 3 HUKUM GAUSS PENGERTIAN FLUKS FLUKS MEDAN LISTRIK HUKUM GAUSS
Overview Medan Listrik dan Gaya Coulomb dihubungkan oleh
FLUKS LISTRIK, HUKUM GAUSS, dan TEOREMA DIVERGENSI
LISTIK STATIS HUKUM COULOMB
MEDAN LISTRIK Fandi Susanto S.Si.
Hand Out Fisika II MEDAN LISTRIK
Fisika Dasar 2 Pertemuan 3
FLUKS LISTRIK DAN HUKUM GAUSS
Tri Rahajoeningroem, MT T. Elektro - UNIKOM
MEDAN LISTRIK Medan listrik.
Medan dan Dipol Listrik
INTENSITAS MEDAN LISTRIK
Bab 8 Sumber Medan Magnetik
Sumber Medan Magnetik PTE1207 Abdillah, S.Si, MIT
Bab 1 Muatan dan Medan Listrik
Bab 8 Sumber Medan Magnetik
 Medan dan Fluks Listrik TEE 2207 Listrik & Magnetika
Bab 1 Muatan dan Medan Listrik
Fisika Dasar 2 Pertemuan 4
Induksi Elektromagnetik
Bab 9 Induksi Elektromagnetik
Medan dan Dipol Listrik
Medan dan Dipol Listrik
Matakuliah : D0696 – FISIKA II
FLUKS LISTRIK, RAPAT FLUKS LISTRIK, HK. GAUSS
Bab 4 Kapasitansi dan Dielektrika
Bab 3 Potensial Listrik TEL 2303 Abdillah, S.Si, MIT
NAMA : ADITYA DESTA PRANATA Nim :
Fluks Listrik, Hukum Gauss, dan Divergensi
Bab 2 Hukum Gauss TEL 2303 Abdillah, S.Si, MIT Jurusan Teknik Elektro
Bab 4 Kapasitansi dan Dielektrika
KERAPATAN FLUKS LISTRIK, HUKUM GAUSS DAN DIVERGENSI
MEDAN LISTRIK HUKUM GAUSS FLUKS LISTRIK
Potensial Listrik PTE 1207 Listrik & Magnetika Abdillah, S.Si, MIT
Bab 3 Potensial Listrik MUSTAKIM Jurusan Teknik Mesin
Bab 1 Muatan dan Medan Listrik
Bab 3 Potensial Listrik TEL 2203 Abdillah, S.Si, MIT
Bab 3 Potensial Listrik TEL 2303 Abdillah, S.Si, MIT
Bab 25 Kapasitansi dan Dielektrika
Bab 4 Kapasitansi dan Dielektrika
 Bab 2 Hukum Gauss TEL 2303 Listrik & Magnetika Abdillah, S.Si, MIT
Bab 9 Induksi Elektromagnetik
Kerapatan Fluks Listrik, and Hukum Gauss
Medan dan Gaya Magnetik
LATIHAN04-1 Soal 1 : Diberikan D = dalam koordinat bola .
MEDAN LISTRIK.
MEDAN LISTRIK.
 Fluks Listrik PTE 1207 Listrik & Magnetika Abdillah, S.Si, MIT
Transcript presentasi:

Hukum Gauss Muslimin, ST. Fakultas Teknik UNMUL

Tujuan Mahasiswa memahami: Fluks listrik Hukum Gauss Muatan pada Konduktor

Permukaan Tertutup E E q + E Permukaan tertutup adalah sebuah permukaan khayal yang mencakup muatan netto Untuk menentukan kandungan kotak tsb, Anda hanya perlu mengukur medan listrik E pada permukaan tertutup

Fluks Listrik Fluks listrik E adalah ukuran aliran medan listrik yang melalui sebuah permukaan tertutup. Arah fluks listrik bergantung pada tanda muatan netto. Muatan di luar permukaan tertutup tidak berpengaruh pada fluks listrik. Ukuran permukaan tertutup tidak berpengaruh pada fluks listrik.

Menghitung Fluks Listrik Fluks listrik E yang melalui sebuah permukaan didefinisikan sebagai: E = EA Jika luas permukaan tidak tegak lurus terhadap medan listrik maka luas yang diperhitungkan adalah A⊥ = A cos  , dimana  adalah sudut antara A⊥ dan A, sehingga: E = EA cos 

Menghitung Fluks Listrik Jika medan listrik E tidak homogen tetapi berubah dari titik ke titik pada luas A, maka fluks listrik itu sama dengan hasil perkalian elemen luas dan komponen tegak lurus dari E, yang diintegralkan pada sebuah permukaan. E = ∫ E cos  dA = ∫ E⊥ dA = ∫ E·dA

Contoh Soal Sebuah cakram dengan jari-jari 0,10 m diorientasikan dengan vektor satuan normal n terhadap sebuah medan listrik homogen yang besarnya 2,0 x 103 N/C. Berapa fluks listrik yang melalui cakram jika: a) membentuk sudut 30o? b) tegak lurus terhadap medan listrik? c) sejajar dengan medan listrik?

Penyelesaian Diketahui : r = 0,10 m; E = 2,0 x 103 N/C Ditanya : E jika a) =30o b) =90o c) =0o Jawab : Luas A = (0,10 m)2 = 0,0314 m2 a) b) c)

Contoh Soal Sebuah muatan titik positif q = 3,0 μC dikelilingi oleh sebuah bola dengan jari-jari 0,20 m yang berpusat pada muatan itu. Carilah fluks listrik yang melalui bola yang ditimbulkan oleh muatan titik tersebut.

Penyelesaian Diketahui : r = 0,20 m; q = 3,0 μC Ditanya : E = ? Jawab : Besar E pada setiap titik adalah: Fluks total yang keluar dari bola itu adalah:

Hukum Gauss Hukum Gauss menyatakan bahwa fluks listrik total yang melalui sebuah permukaan tertutup sama dengan muatan listrik total di dalam permukaan itu, dibagi o. E = ∮ E · dA = Qtercakup o Qtercakup = q1 + q2 + q3 + … E = ∮ E cos  dA = ∮ E⊥dA = ∮ E · dA

Selanjutnya Secara logika Hukum Gauss ekuivalen dengan hukum Coulomb. E = EA = 1 q (4R2) = q 4o R2 o Fluks tersebut tidak bergantung pada jari-jari R dari bola itu, tapi hanya bergantung pada muatan q yang dicakup oleh bola itu

Perhatian Permukaan tertutup dalam hukum Gauss adalah permukaan khayal Tidak perlu ada sebuah objek material pada permukaan tertutup Permukaan tertutup disebut juga permukaan Gaussian

Aplikasi Hukum Gauss Hukum Gauss dapat digunakan dengan dua cara: Jika distribusi muatan mempunyai simetri yang cukup untuk menghitung integral dalam hukum Gauss, maka kita dapat mencari medan listrik tersebut. Jika medan listrik diketahui, maka hukum Gauss dapat digunakan untuk mencari muatan pada permukaan konduktor.

Fakta yang Mengagumkan Dalam soal-soal praktis sering dijumpai situasi dimana kita ingin mengetahui medan listrik yang disebabkan oleh distribusi muatan pada sebuah konduktor. Perhitungan ini dibantu oleh fakta yang mengagumkan: Bila muatan yang berlebih ditempatkan pada sebuah konduktor padat dan berada dalam keadaan diam, maka muatan yang berlebih itu seluruhnya berdiam pada permukaan, bukan di bagian dalam material tersebut.

Strategi Penyelesaian Soal Hukum Gauss Jika mencari medan di titik tertentu, maka letakkan titik itu pada permukaan Gaussian Jika distribusi muatan memiliki simetri silinder atau bola, pilihlah permukaan Gaussian itu berturut-turut sebagai sebuah silinder bersumbu atau sebuah bola yang konsentris Jika medan listrik menyinggung sebuah permukaan di setiap titik, maka E⊥= 0 dan integral pada permukaan itu adalah nol Jika E = 0 di tiap-tiap titik pada sebuah permukaan, maka integral itu adalah nol

Muatan pada Konduktor Dalam situasi elektrostatik, muatan listrik di setiap titik dalam konduktor adalah nol dan setiap muatan yang berlebih diletakkan seluruhnya pada permukaannya (Gambar a). Tapi apa yang terjadi jika ada rongga di dalamnya (Gambar b) dan ada muatan muatan titik di dalam rongga (Gambar c)?

Contoh Soal Sebuah konduktor mengangkut muatan total sebesar = +3 nC. Muatan di dalam rongga yang diisolasi dari konduktor adalah -5 nC. Berapakah muatan pada permukaan sebelah dalam dan sebelah luar konduktor?

Penyelesaian Karena muatan dalam rongga adalah q = -5 nC, maka muatan pada permukaan sebelah dalam harus sama dengan –q = +5 nC. Konduktor mengangkut muatan total sebesar +3 nC yang semuanya tidak berada di bagian dalam material itu. Jika +5 nC berada pada permukaan sebelah dalam rongga itu, maka harus ada (+3 nC) – (+5 nC) = -2 nC pada permukaan konduktor sebelah luar.

Medan di Permukaan Konduktor Jika  adalah kerapatan muatan permukaan sebuah konduktor dan E⊥adalah komponen medan listrik yang tegak lurus permukaan konduktor, maka fluks total yang melalui permukaan itu adalah E⊥A. Muatan yang tercakup dalam permukaan Gaussian itu adalah, sehingga dari hukum Gauss: E⊥A = A dan E⊥ =  0 0

Contoh Soal Medan Listrik Bumi Bumi mempunyai muatan listrik netto. Dengan instrumen elektronik yang peka, pengukuran medan listrik di permukaan bumi menghasilkan nilai rata-rata 150 N/C dengan arah menuju pusat bumi. a) Berapakah kerapatan muatan permukaan di permukaan bumi? b) Berapakah muatan permukaan total bumi?

Penyelesaian Berdasarkan arah medan listrik diketahui bahwa  adalah negatif. Muatan total Q adalah hasil kali luas permukaan bumi dan kerapatan muatan  : Q = 4(6,38 X 106 m)2(-1,33 X 10-9 C/m2) = -6,8 X 105 C

Tabel Medan Listrik (1) DISTRIBUSI MUATAN Muatan titik tunggal q Muatan q pada permukaan bola konduksi dengan jari- jari R Kawat tak berhingga, muatan per satuan panjang  Silinder konduksi tak berhingga dengan jari-jari R, muatan per satuan panjang  TITIK DALAM MEDAN LISTRIK Jarak r dari q Di luar bola, r > R Di dalam bola, r < R Di dalam bola, jarak r dari kawat Di luar silinder, r > R Di dalam silinder, r < R BESAR MEDAN LISTRIK E = 1 q 4o r2 E = 0 E = 1  2o r

Tabel Medan Listrik (2) DISTRIBUSI MUATAN TITIK DALAM MEDAN LISTRIK Bola pengisolasi padat dengan jari-jari R, muatan Q yang didistribusikan secara homogen di seluruh volume Lembaran muatan tak berhingga dengan muatan homogen per satuan luas  Dua pelat konduksi yang bermuatan berlawanan, dengan kerapatan muatan permukaan + dan - TITIK DALAM MEDAN LISTRIK Di luar bola, r > R Di dalam bola, r < R Sebarang titik Sebarang titik di antara kedua pelat BESAR MEDAN LISTRIK E = 1 Q 4o r2 E = 1 Qr 4o R3 E =  2o E =  o

Soal Latihan Selembar kertas yang luasnya 0,250 m2 diorientasikan sehingga normal ke lembar itu membentuk sudut sebesar 60o terhadap sebuah medan listrik homogen yang besarnya 14 N/C. a) Carilah besar fluks listrik yang melalui lembar itu. b) Apakah jawaban a) tergantung bentuk lembar tersebut? c) Sudut berapakah yang menghasilkan fluks paling besar dan paling kecil?

Penyelesaian Diketahui : E = 14 N/C A = 0,25 m2 Ditanya: a) E = ? b) Apakah E tergantung bentuk lembar? c)  untuk nilai E max dan minimum? Jawab :

Penyelesaian b) Nilai E tidak tergantung bentuk lembar c) E maksimum = EA cos 0o = EA  = 0o E minimum = EA cos 90o = 0  = 90o

Terima Kasih