Electricity and Magnetism : Medan Listrik

DEFINISI

Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik.

Medan listrik merupakan dampak yang terjadi oleh adanya muatan listrik, misalnya elektron, ion, maupun proton dalam ruangan yang ada di sekelilingnya.

Untuk menggambarkan medan listrik, digunakan garis-garis gaya listrik. Garis-garis gaya listrik yaitu garis lengkung yang dibayangkan merupakan lintasan yang ditempuh oleh muatan positif yang bergerak dalam medan listrik. Garis gaya listrik tidak mungkin akan berpotongan, sebab garis gaya listrik merupakan garis khayal yang berawal dari benda bermuatan positif dan akan berakhir di benda yang bermuatan negatif.

Garis-garis gaya listrik/medan listrik

KUAT MEDAN LISTRIK

Kuat medan listrik di suatu titik dalam medan listrik didefinisikan sebagai gaya per satuan muatan listrik di titik itu. Kuat medan listrik dinyatakan dengan lambang E.
Untuk menyatakan kuat medan di suatu titik dalam medan listrik, gambar dibawah menggambarkan suatu benda bermuatan q yang menimbulkan medan listrik di sekitarnya.

Suatu titik P berada pada jarak r dari q. Besarnya kuat medan listrik di titik P dapat dituliskan:

Rumus kuat medan listrik

Dimana:

Ep= kuat medan listrik di titik P (N/C)

K = Konstanta (9.10⁹ N m² C^-2)

F = Gaya Listrik (N)
q = Muatan listrik penimbul medan (C)
r = Jarak antara titik P ke muatan q (m)

Apabila letak benda berada dalam satu garis lurus, maka kuat medan listrik pada titik C adalah : EC = EA + EB

Rumus medan listrik pada garis lurus

CONTOH SOAL

1. Titik A berada pada jarak 5cm dari muatan +10 mikro Coulomb. Besar dan arah medan listrik pada titik A adalah... (k = 9 x 10⁹Nm²C⁻², 1 mikro Coulomb = 10⁻⁶ C)

Pembahasan

Dik:

Muatan listrik (q) = 10μC = 10x10¯⁶ Coulomb
Jarak antara titik A dan muatan listrik (rA) = 5cm = 0,05 meter = 5 x 10¯²k = 9x10⁹Nm²C¯²

Dit: Besar dan arah medan listrik pada titik A

Jawab:

Muatan listrik positif karenanya arah medan listrik menjauhi muatan listrik dan menjauhi titik A.

2. Jarak antara titik P dan muatan -20 mikro Coulomb adalah 10 cm. Tentukan kuat medan listrik dan arah medan listrik pada titik P.

Pembahasan

Dik:
Muatan listrik (q) = -20μC = -20x10¯⁶ Coulomb

Jarak antara titik A dan muatan listrik (rA) = 10cm = 0,1 meter = 1 x 10¯¹k = 9x10⁹Nm²C¯²

Dit: Besar dan arah medan listrik pada titik P

Jawab:

Muatan listrik negatif karenanya arah medan listrik menuju muatan listrik dan menjauhi titik P.

MICHAEL FARADAY

Michael Faraday

Michael Faraday lahir di Inggris, 1971. Faraday berasal dari keluarga kurang mampu sehingga sebagian besar pengetahuannya didapatkan sendiri tanpa bantuan seorang guru.

Penemuan pertama Faraday adalah sebuah motor listrik. Motor listrik tersebut dibuat berdasarkan kesimpulan Faraday mengenai sebatang kawat yang akan berputar tanpa henti ketika mengelilingi sebuah magnet selama arus listrik mengaliri kawat tersebut. Penemuannya ini menjadi awal pembuatan motor listrik yang digunakan saat ini.

Dalam bidang fisika, Faraday memperkenalkan garis gaya magnet dan garis gaya listrik. Ia menekankan medan magnet anatara dua kutub ketimbang magnet itu sendiri.

Tahun 1831, Faraday menemukan bahwa jika sebuah magnet dilewatkan melalui kawat yang membentuk kurva tertutup, arus akan mengalir melalui kawat, selama magnet yang digunakan terus bergerak. Hal ini disebut dengan induksi elektromagnetik, dan hukum yang mengaturnya disebut dengan hukum Faraday.