LISTRIK STATIS HUKUM GAUSS

DISINI KITA AKAN MEMPELAJARI 2 MEDAN LISTRIK PADA MEDIUM KONDUKTOR 2 HUKUM GAUSS PADA MEDIUM NON-KONDUKTOR 2 MEDAN LISTRIK PADA MUATAN KONTINUE

MEDAN LISTRIK PADA MEDIUM KONDUKTOR Untuk menentukan kuat medan listrik akibat distribusi muatan tertentu dipergunakan hukum Gauss. Gauss menurunkan hukumnya berdasarkan pada konsep-konsep garis-garis medan listrik. Fluks listrik didefinisikan sebagai jumlah garis-garis medan listrik yang menembus tegak lurus suatu bidang. Perhatikan medan listrik serba sama yang arahnya seperti ditunjukkan pada Gambar (a). Garis-garis medan menembus tegaklurus suatu bidang segiempat seluas A. Jumlah garis-garis medan per satuan luas sebanding dengan kuat medan listrik, sehingga jumlah garis medan listrik yang menembus bidang seluas A sebanding dengan EA. Hasil kali antara kuat medan listrik tersebut dinamakan fluks listrik Φ.

Φ = E × A        Satuan untuk E adalah N/C, sehingga satuan untuk fluks listrik (dalam SI) adalah (N/C)(m2) yang dinamakan weber (Wb).  1 weber = 1 NC-1m2 Untuk medan listrik menembus bidang tidak tegak lurus, perhatikan Gambar (b). Φ = EA’ Dengan A’ = A cos θ, sehingga: Φ = EA cos θ Dengan θ adalah sudut antara arah E dan arah normal bidang n. Arah normal bidang adalah arah yang tegaklurus terhadap bidang (lihat gambar c).

(a) (b) (c) Garis-garis medan  medan antara listrik menembus bidang, Garis-garis medan listrik   menembus bidang dengan sudut  θ   θ adalah sudut antara arah medan listrik dan arah normal bidang n.

Rumus Fluks Listrik : Φ = E . A atau

Berdasarkan konsep fluks listrik ini, muncullah hukum Gauss, sebagai berikut: “Jumlah garis-garis medan listrik (fluks listrik) yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu dibagi dengan permitivitas udara.” Φ = EA cos θ =  dengan A=luas permukaan tertutup, θ=sudut antara E dan arah normal n, dan Σq = muatan total yang dilingkupi oleh permukaan tertutup.

MEDAN LISTRIK PADA MUATAN KONTINUE Hukum Gauss dapat digunakan untuk menghitung kuat medan listrik dari suatu sistem muatan yang muatannya terdistribusi seragam. Pada pembahasan ini dibatasi pada konduktor dua keping sejajar, dan konduktor bola berongga. Untuk konduktor dua keping sejajar, misalkan, luas tiap keping A dan masing-masing keping diberi muatan sama tetapi berlawanan jenis +q dan –q. Jumlah garis medan yang menembus keping adalah: Φ= EA cos θ =

MEDAN LISTRIK PADA MUATAN KONTINUE Oleh karena medan listrik E menembus keping secara tegak lurus (Gambar 4.1.18), maka  θ = 0, dan cos 0 =1, sehingga persamaan menjadi: EA = E =  dengan σ = rapat muatan listrik, sebagai muatan per satuan luas: Gambar Konduktor dua keping sejajar

MARI KITA INGAT RUMUS RUMUS YANG TADI,,, LALU…. KITA JAWAB CONTOH SOAL Sebuah konduktor dua keping sejajar yang tiap kepingnya berbentuk persegi panjang (panjang=5 cm, lebar = 4cm) diberi muatan 1,77μC yang berlawanan jenis. Hitung : (a)   rapat muatan listrik masing-masing keping (b)   besar kuat medan listrik dalam ruang diantara kedua keping MARI KITA INGAT RUMUS RUMUS YANG TADI,,, LALU…. KITA JAWAB JAWABANNYA!!!

JAWABANNYA : Luas keping A = 20-4 m2, muatan keping q=1,77μC= 1,77´10-6 C, ε = 8,85´10-12 (dalam SI). (a)    Rapat muatan dihitung dengan : σ = =8,85 × 10-4 cm-2 (b)   Besar kuat medan E di antara kedua keping, yaitu: E = = 1,0 × 108 N/m