2. ppt - hukum gauss

• Muatan Listrik dan Medan Listrik

• Hukum Gauss


• Hukum Gauss

• Potensial Listrik

• Kapasitansi dan Dielektrik



• Arus Listrik, Resistansi dan Arus Searah


• Medan Magnet

• Gaya Magnet

• Medan Magnet

• Gaya Magnet

• Sumber Medan Magnet

• Induksi Elektro-magnetik



• Induktansi

• Arus Bolak-Balik

• Induktansi


� Muatan dan Fluks Listrik

� Menghitung Fluks Listrik

� Hukum Gauss

� Aplikasi Hukum Gauss


• Hukum Gauss


• Hukum Gauss







• Medan Magnet

• Gaya Magnet

• Medan Magnet

• Gaya Magnet





• Induktansi


• Induktansi


� Menentukan jumlah muatan didalam permukaan

tertutup dengan mengamati medan listrik pada

permukaan.

� Mendefinisikan dan menghitung fluks listrik.

� Menjelaskan konsep hukum Gauss yang

menghubungkan antara fluks listrik melalui

permukaan tertutup dengan muatan yang dilingkupi

oleh permukaan tersebut.

� Menggunakan hukum Gauss untuk menentukan

medan listrik akibat muatan terdisibusi simetrik.

� Menentukan tempat muatan pada konduktor

bermuatan

•Muatan dan Fluks Listrik


•Menghitung Fluks Listrik


•Hukum Gauss

•Hukum Gauss

•Aplikasi Hukum Gauss


� Permukaan Terbuka Pakai aturan tangan kanan





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



E dan dA sejajar

E

dA

θ = sudut antara E dan dA

E

θ





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



Medan listrik seragam E = 2 kN/C pada arah x, tentukan fluks yang melewati bujursangkar bersisi 10 cm pada bidang yang sejajar dengan bidang yz

y

x

z

E





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Tentukan fluks yang melewati bujursangkar ini jika normal terhadap bidangnya membentuk sudut 30o

dengan sumbu x

y

x

z

E

30o





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Vektor Permukaan Tertutup•Muatan dan

Fluks Listrik•Muatan dan

Fluks Listrik



•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



Permukaan terbuka Permukaan tertutup

� Fluks listrik dF = jumlah medan listrik E yang

menembus suatu permukaan luas dA•Muatan dan


Fluks Listrik



•Hukum Gauss

•Hukum Gauss







•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Jumlah garis medan listrik yang keluar dari

permukaan tertutup sebanding dengan jumlah

muatan (qin) yang dilingkupi oleh permukaan

tertutup tersebut





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Hukum Gauss merupakan cara selain Hukum Coulomb untuk menghitung kuat medan listrik E

� Hukum Gauss terutama digunakan untuk menghitung kuat medan listrik E oleh benda bermuatan yang simetris (bidang datar, bola, silinder)

� TEKNIK PEMAKAIAN� Amati simetri benda bermuatan.� Pilih permukaan khayal (permukaan Gauss) yang

sesuai simetri benda dan harus melalui titik yang akan ditentukan kuat medan listrik E.

� Pemilihan permukaan Gauss yang tepat akan menghasilkan E yang sama dan tegak lurus pada sebagian besar permukaan Gauss.





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Tentukan kuat medan E di titik P yang berjarak R

dari sebuah muatan titik Q

� Jenis simetri : Bola

Hasilnya sama dengan cara Coulomb

Permukaan Gauss





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Tentukan kuat medan didalam dan diluar bola pejal

jari-jari R bermuatan Q yang tersebar merata

didalam bola

� Kuat medan diluar bola

Q PrR

E





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



Q PrR

E

� Kuat medan didalam bola•Muatan dan


Fluks Listrik



•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Tentukan kuat medan diluar kulit bola jari-jari R

bermuatan Q

Pr

R

E

Q





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



Muatan bola tidak dilingkupi perm. Gauss

� Tentukan kuat medan didalam kulit bola jari-jari R

bermuatan Q

Pr

E

R

Q





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Kulit bola R=3 m berpusat di titik asal dgn rapat muatan s = 3 nC/m2. Muatan titik q=250 nC terletak di sumbu y = 2m. Tentukan medan listrik pada sumbu x di x1=2m dan x2 = 4m

• Di x1=2m, qin akibat muatan bola =0,E1b=0 karena kulit bola tidak dilingkupi permukaan Gauss, E1

hanya akibat muatan titik = E1t

x

y

3

Q2

2 4

E1

r1





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Di x2=4m, qin akibat muatan bola =qbola � E2b arah horisontal ke kanan

x

y

3

Q2

4

E1

E2b

E2t

E2

r2





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



Dengan cara penjumlahan vektor, diperoleh :

• Di x2=4m, E akibat muatan titik =E2t•Muatan dan


Fluks Listrik



•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Sebuah bola padat diameter 1,2 m yang berpusat di

sumbu x pada x=4m membawa muatan volume

seragam r=5 mC/m3. Sebuah kulit bola konsentris

dengan bola padat tersebut diameter 2,4 m dan

rapat muatan permukaan t=5 mC/m2. Tentukan

besar dan arah medan listrik di :

� x=4,5 m , y=0 m

� x=4,0 m , y=1,1 m

� x=2,0 m , y=3,0 m





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Jenis : simetri bidang� Permukaan gauss : Tabung dengan 3 permukaan





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



E tidak tergantung jarak dari keping





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Dua buah keping takhingga bermuatan sejajar satu sama lain dan sejajar bidang yz. Keping 1 berada di x=-2 m dengan s1=-3,5 mC/m2, keping 2 berada di x=2m dengan s2=6 mC/m2. Tentukan kuat medan listrik E di x < -2 m , -2m < x < 2m dan x > 2m

Di daerah I , E1 berlawanan arah dengan E2

-σ1 +σ2

-2 2I II III

E1

E2

EI EII EIII

Konvensi : ke kanan positifke kiri negatif





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



Di daerah II , E1 searah dengan E2

Di daerah III , E1 berlawanan arah dengan E2





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Jenis simetri : tabung

Pr

E

PrE





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Muatan garis tak hingga dengan l=-1,5 C/m terletak

sejajar sumbu y di x=-2m. Muatan titik sebesar 1,3

C terletak di (1,2). Tentukan medan listrik di titik P

(2, 2)

y

x

z

Eg

-2 1

2Et

rg

Karena Eg dan Et berlawanan arah, maka Etot=(11,7-

6,75) x 109= 4,95 x109 N/C, positif berarti arah Etot ke

kanan





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Jika konduktor diberi medan listrik luar E, muatan

bebasnya mengatur diri mencapai kesetimbangan

dan membentuk medan listrik induksi E’

� Pada keadaan setimbang : E=E’ atau E total = 0 maka

muatan total didalam konduktor =0

+-

++++

----

E

E’

++

-

--

-

++

+

E

+

-

++++

----

E

Etot=0





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Balok konduktor yang sangat tipis dan memiliki sisi 4

m ditempatkan didalam medan listrik luar E = 450

kN/C i yang tegak lurus terhadap muka balok

tersebut.

� Cari rapat muatan pada masing-masing muka balok

� Muatan total 96 mC diberikan pada balok tersebut.

Tentukan rapat muatan yang baru pada masing-

masing muka balok dan medan listrik di dekat

masing-masing muka namun jauh dari ujung balok





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



+

-++++

----

E

E’

y

x

z

E





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Tepat diluar muka kanan balok, medan listrik E= 450

kN/C, maka rapat muatan pada muka ini :

� Diluar muka kiri balok, medan listrik ke kiri E= -450

kN/C, maka rapat muatan pada muka ini :

+

-

++++

----

E

Etot=0





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



� Muatan total 96 mC tersebar pada kedua sisi = 48

mC maka rapat muatan pada kedua sisi = 48mC/16 =

3 mC/m2





•Hukum Gauss

•Hukum Gauss



2. ppt - hukum gauss

Documents