fidas ii, 4 medan listrik

Medan ListrikFisikawan tidak suka memilih konsep “aksi pada suatu jarak”

Mereka lebih suka memilih medan yang dihasilkan objek dan objek lain berinteraksi dengannya

Artinya daripada ini ...

+

-

Mereka lebih suka berfikir...

+-

+Q0

Medan Listrik

rr

E ˆ||4

12

0

Q

0QFE

Medan listrik E didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada partikel uji dibagi dengan muatan partikel tersebut

Maka Medan listrik dari satu muatan adalah

Q

rr̂

FE

Medan Listrik dari satu muatan

+

r

E

+Q0

+Q0

+Q0

Catatan: Medan listrik terdefinisi di semua tempat, meski tidak ada muatan di sana.

+Q0

Partikel bermuatan dalam medan listrik

EEF Q

EF Q

+Q

-Q

Penggunaan medan untuk menentukan gaya

Vektor & Medan skalar

Medan Listrik

Medan listrik sebagai medan vektor

Medan listrik adalah contoh medan vektor

Suatu medan (vektor atau skalar) terdefinisi disemua tempat

Suatu medan vektor memiliki arah dan besar

Medan listrik memiliki satuan N/C

Superposisi & Medan Listrik

Superposisi & Medan Listrik distribusi muatan titik

1E

Q1

1r1̂r Q2

2r

2E

i

ii

iQ rr

E ˆ||4

12

0

02202

20012

01

10

00 ˆ

||ˆ

||41 r

rr

rF QQQQ

02202

2012

01

1

0

ˆ||

ˆ||4

1 rr

rr

E QQ

Superposisi & Medan Listrik distribusi muatan kontinu

PR - r

Rr

dq

3

041

rR

rRdqEP

Medan Listrik dari muatan kontinu :muatan batang (4 SKS)

dxxdLxdq )()(

ixr

jhRˆ

ˆ

3

041

rR

rRdqEP

R

r

R - r

dqx

y

P

Medan dari muatan kontinu :muatan cakram (4 SKS)

ddsssdAdq ),( jisrsr

jhRˆsinˆcosˆ

ˆ

3

041

rR

rRdqEP

x

y

dq

P

R r

R - r

Medan dari dipol (4 SKS)

2/322

2/12222

2

2

cos

ar

aQkar

aarkQ

EEE y

arrakQ

E 3

2

22 arkQ

EE

Representasi dari medan listrik

Garis-garis medan listrik

Representasi dari medan listrikTidak mungkin untuk merepresentasikan seluruh vektor medan listrik pada semua tempat

Sebagai gantinya dibuat garis-garis yang arahnya menggambarkan arah medan

Pada daerah yang cukup jauh dari muatan kerapatan garis berkurang

Semuanya ini dinamakan garis-garis medan listrik

Representasi dari medan listrik

Pembuatan garis-garis medan listrik

• Garis-garis berawal dari muatan positif• Garis-garis berakhir di muatan negatif• Jumlah garis yang meninggalkan muatan

+ve (atau menuju muatan -ve) sebanding dengan besarnya muatan

• Garis-garis medan listrik tidak dapat berpotongan

Pembuatan garis-garis medan listrik:Contoh

Kuis : Arah Medan

• Sebuah muatan +q berada di (0,1)• Sebuah muatan –q berada di (0,-1)• Kemanakah arah medan di (1,0)

– A) i + j– B) i - j– C) -j– D) -i

Garis-garis medan listrik

AN garisDefinisikan

24 rN

24 rQ

QN garis karena

20 ||4

1||r

E Q

diketahui

|| EBesarnya kerapatan garis medan

Interpretasi garis-garis medan listrik

• Vektor medan listrik, E, adalah tangen terhadap garis-garis medan listrik pada masing-masing titik sepanjang garis.

• Banyaknya garis persatuan luas yang melewati permukaan tegak lurus thd medan adalah sebanding dengan kuat medan listrik pada daerah tersebut