Nama : Andi Asrul Zani

Nim : H21111255

Prodi : Fisika

Tugas: Rangkuman Materi Medan Listrik, Potensial Listrik, dan Hukum Gauss.

1. Medan Listrik

Medan listrik didefinisikan sebagai ruang disekitar suatu muatan sumber dimana

muatan listrik lainnya dalam ruang ini mengalami gaya coulomb atau gaya listrik ( gaya tarik

menarik atau tolak menolak ). Benda bermuatan yang dihasilkan medan listrik kita namakan

muatan sumber. Muatan lain yang kita taruh dalam medan listrik muatan sumber dinamakan

muatan uji. Kuat medan listrik padda lokasi dimana muatan uji berada kita definisikan sebagai

besar gaya coulomb ( gaya listrik ) yang bekerja pada muatan uji dibagi dengan besar muatan uji

itu sendiri. Dapat Kita jabakan dalam rumus yaitu

E=Kq

r2

Dimana:

E = kuat medan listrik ( N/m)

K = Konstan ( K = 9 x 10-9)A=π r2

q = muatan ( coulomb)

R = jarak antara muatan ( m )

Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka

penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah

medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan

tersebut. Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah masuk atau

menuju ke muatan tersebut.

beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk menggambar vektor kuat medan listrik pada suatu

titik adalah:

1. Vektor E menjauhi muatan sumber positif dan mendekati muatan sumber negatif

2. Vektor E memiliki garis kerja sepanjang garis hubung antara muatan sumber dengan titik

yang akan dilukiskan vektor kuat medannya

Mengingat kuat medan listrik merupakan besaran vektor yang bergantung pada posisi, baik besar

maupun arah kuat medan listrik tentu berubah-ubah posisinya, untuk memudahkannya, micheal

faraday menggambarkan arah dan besar medan listrik ini dalam bentuk garis-garis berarah yang

disebut Garis-garis gaya atau garis- garis medan lsitrik.

ada beberapa hal yang berkaitan dengan garis-garis gaya :

1. Garis-garis gaya listrik tidak pernah berpotongan

2. garis-garis gaya selalu mengarah radial keluar menjauhi muatan positif dan radial masuk

atau mendekati muatan negatif

3. tempat dimana garis-garis medan listrik rapat menyatakan tempat medan listriknya kuat,

sedangkan tempat dimana garis-garis gaya renggang menyatakan tempat yang medan

listriknya lemah

Gambar 1: garis-garis medan listrik untuk dua muatan

Misalkan terdapat beberapa muatan titik q1, q2, ...qn yang tersebar dibeberapa tempat . suatu

titik p akan memiliki vektor posisi yang berbeda -beda jika diukur dari masing-masing muatan

titik itu. Oleh karena itu, besarnya kuat medan total di titik p merupakan jumlah vektor dari

masing-masing medan listrik

Ep = E1 + E2 + E3 + ...................+ En

3. Potensial Listrik

A. Energi Potensial Listrik

Dua buah benda bermuatan listrik yang terletak berdekatan akan mengalami gaya listrik

di antara keduanya. Suatu usaha diperlukan untuk memindahkan (atau menggeser) salah satu

muatan dari posisinya semula. Karena usaha merupakan perubahan energi, maka besar usaha

yang diperlukan sama dengan besar energi yang dikeluarkan. energi dari muatan listrik disebut

energi potensial listrik. Besar usaha (W) atau perubahan energi potensial listrik dari sebuah

muatan uji q’ yang dipindahkan dari posisi r1 ke posisi r2 adalah

Dengan demikian, usaha atau energi potensial untuk memindahkan sebuah muatan uji q’ yang

berjarak r dari sebuah muatan lain q ke jarak tak berhingga dapat dituliskan sebagai berikut:

Dimana tanda minus berarti usaha yang dilakukan selalu melawan gaya tarik yang ada (biasanya

usaha yang dilakukan adalah usaha untuk melawan gaya tarik antara dua muatan).

B. Potensial Listrik

Suatu muatan uji hanya dapat berpindah dari satu posisi ke posisi lain yang memiliki

perbedaan potensial listrik sebagaimana benda jatuh dari tempat yang memiliki perbedaan

ketinggian. Besaran yang menyatakan perbedaan potensial listrik adalah beda potensial. Beda

potensial dari sebuah muatan uji q’ yang dipindahkan ke jarak tak berhingga dengan usaha W

adalah

Dimana V adalah potensial listrik dengan satuan volt (V).

Beda potensial dari suatu muatan listrik di suatu titik di sekitar muatan tersebut dinyatakan

sebagai potensial mutlak atau biasa disebut potensial listrik saja. Potensial listrik dari suatu

muatan listrik q di suatu titik berjarak r dari muatan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut:

Dari persamaan di atas tampak bahwa potensial listrik dapat dinyatakan dalam bentuk kuat

medan listrik, yaitu:

V = E r

Berbeda dengan gaya listrik dan kuat medan listrik, potensial listrik merupakan besaran skalar

yang tidak memiliki arah. Potensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa muatan sumber

dihitung menggunakan penjumlahan aljabar. Untuk n muatan, potensial listriknya dituliskan

sebagai berikut.

Catatan: tanda (+) dan (–) dari muatan perlu diperhitungkan dalam perhitungan potensial listrik.

3. Hukum Gaus

Bagian ini membahas tentang suatu teknis sederhana untuk menentukan kuat medan

listrik bagi distribusi muatan kontinu yang dikembangkan oleh Karl friendrich Gauss. Adapun

Bunyi hukum Gauss yaitu: “jumlah garis-garis medan listrik (fluks listrik) yang menembus suatu

permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup

dibagi dengan permivitas udara.”

Untuk memahami hukum Gauss ,kita harus mengetahui terlebih dahulu tentang Fluks

Listrik. Banyaknya garis-garis gaya yang menembus suatu bidang disebut fluks Listrik.

Φ = E . A cos θ

Dimana :

Φ = Fluks listrik ( weber)

E = Kuat medan listrik ( N/C)

A = Luas Bidang ( m)

Itulah Ringkasan Materi mengenai Medan Listrik, Potensial Listrik dan Penerapan dan Bunyi hokum gauss, semoga bermanfaat.

“Terima Kasih”