HUKUM COULOMB MEDAN LISTRIK dan HUKUM GAUSS Oleh

HUKUM COULOMB, MEDAN LISTRIK dan HUKUM GAUSS Oleh Hery Purwanto

Materi F Sifat-sifat muatan listrik statik F Konduktor dan isolator F Induksi muatan F Hukum Coulomb F Prinsip superposisi F Medan listrik F Fluks Listrik F Hukum Gauss F Kesetimbangan Elektrostatik

Sifat-sifat Muatan Listrik F Terdapat dua jenis muatan Muatan positip l Muatan negatip l Benyamin Franklin (1706 - 1790) F Antar muatan listrik terjadi interaksi l l Muatan sejenis tolak-menolak Muatan tak sejenis tarik-menarik F Muatan listrik selalu kekal F Muatan listrik adalah diskrit Robert Milikan (1868 - 1953) Sifat Kelistrikan Material F Konduktor Partikel pembawa muatan listrik di dalamnya mudah bergerak F Isolator Partikel pembawa muatan listrik di dalamnya tidak bebas bergerak F Semikonduktor Dapat bersifat sebagai konduktor atau isolator, bergantung pada kondisinya

HUKUM COULOMB Vektor Satuan Besar gaya interaksi antara dua muatan : Bagaimana arahnya ? q 1 q 2 Gaya pada q 1 oleh q 2 : ? Gaya pada q 2 oleh q 1 : ? Arah gaya interaksi tergantung pada jenis muatan yang berinteraksi ! Gaya pada q 2 oleh q 1 +q 2 -q 1 -q 2 -q 1 +q 2 +q 1 Gaya pada q 1 oleh q 2

Bagaimana interaksinya kalau terdapat lebih dari dua muatan ? PRINSIP SUPERPOSISI Gaya pada salah satu muatan merupakan jumlah vektor gaya yang terjadi karena pengaruh masing-masing muatan yang lain -q 1 +q 2 ? ? a -q 3 Untuk N buah muatan , Gaya pada muatan ke k : ?

MEDAN LISTRIK P +q r Medan Listrik di titik P F +q. O ? Muatan Uji ? Muatan yang sedemikian kecil sehingga keberadaannya tidak mempengaruhi medan listrik di sekitarnya. + + q + ++ + +qo + + q + + + + ++ qo Medan listrik pada suatu titik sejauh r dari sebuah muatan titik q ?

SUPERPOSISI MEDAN LISTRIK Bagaimana jika di dalam suatu ruang terdapat lebih dari sebuah muatan titik ? A. Untuk 2 buah muatan titik Medan listrik di P oleh q 2 Resultan medan listrik di P oleh q 1 dan q 2 Medan listrik di P oleh q 2 +q 1 P +q 2 ? ? B. Untuk n buah muatan titik -q 4 En +q 1 P E 3 +q 2 E 2 +q 3 E 5 -q 5 E 1 +qn ?

FLUKS LISTRIK Luas A Medan Listrik homogen E Fluks Listrik F = ? EA

FLUKS LISTRIK PADA BIDANG MIRING Luas A (Normal bidang) q Medan Listrik homogen E Fluks Listrik F = ? Proyeksi bidang tegak lurus medan listrik E

FLUKS LISTRIK PADA BIDANG TERTUTUP Ei q Elemen bidang Luas Untuk seluruh permukaan Fluks listrik pada elemen ke i ? Untuk permukaan tertutup DAi ? ? E cos q

ARAH VEKTOR BIDANG Selalu Keluar DA 1 q 1 DA 3 q 2 DA 2

HUKUM GAUSS Muatan titik Permukaan Gauss (bentuk bola) r +q Elemen luas permukaan Gauss d. A E Fluks Listrik pada permukaan Gauss ? ? Fluks Listrik pada permukaan bola sebanding dengan muatan yang ada di dalamnya

Fluks Listrik Pada Sembarang Permukaan Tertutup ? S 1 S 2 S 3 +q Fluks Listrik pada permukaan Gauss tertutup sama dengan muatan yang ada di dalamnya dibagi permitivitas medium

KESETIMBANGAN ELEKTROSTATIK DI DALAM KONDUKTOR Ø Medan listrik di dalam konduktor nol. Ø Muatan tersebar pada permukaanya. Ø Medan listrik di luar konduktor tegak lurus permukaannya dan besarnya s/eo, yang mana s adalah muatan persatuan luas. Ø Untuk konduktor dengan permukaan yang tidak teratur, muatan listrik cenderung mengumpul pada permukaan yang memiliki jari-jari kelengkungan terkecil.