Welcome to PhD Blog: LISTRIK STATIS (2)

Medan Listrik

Setelah mempelajari Hukum Coulomb, pastinya kita sudah paham bahwa gaya Coulomb merupakan jenis gaya non kontak. Artinya ada daerah di sekitar muatan listrik yang terpengaruh gaya Coulomb. Daerah di sekitar muatan yang terpengaruh muatan listrik disebut sebagai medan listrik. Kalau kita balik logika berpikirnya, bisa dinyatakan bahwa jika ada muatan berada dalam suatu medan listrik, maka muatan tersebut akan mendapatkan Gaya Coulomb.

Medan listrik berkaitan dengan karakteristik individu setiap jenis muatan, bukan hasil interaksi antar muatan seperti gaya Coulomb. Pada materi fisika SMA kelas 12, akan dipelajari karakteristik individu dari muatan listrik, yaitu medan listrik dan potensial listrik. Medan listrik merupakan jenis besaran vektor, jadi selain memiliki nilai, medan listrik juga memiliki arah. Sedangkan potensial listrik merupakan besaran skalar, artinya hanya memiliki nilai saja.

1. Konsep Medan Listrik

Setiap jenis muatan listrik memiliki medan listrik di sekitarnya. Untuk mengetahui kuat medan di suatu titik, kita bisa menempatkan muatan uji (quji) pada titik tersebut dan mengukur besar gaya Coulombnya. Muatan (q) akan berinteraksi dengan muatan uji (quji) sesuai konsep Hukum Coulomb. Kuat medan listrik merupakan gaya Coulomb per muatan uji tersebut. Secara matematis, kuat medan listrik dapat ditentukan dengan persamaan 1 berikut ini.

F=E⋅quji

E=Fquji……………(1)

Perlu dipahami bahwa muatan uji (quji) berperan sebagai obyek yang terpengaruh oleh medan listrik dari suatu muatan listrik (q). Karena nilai F=kq qujir2, kita bisa modifikasi persamaan 1 menjadi persamaan 2 berikut ini untuk menentukan kuat medan listrik.

E=kq qujir2quji dengan mengeliminasi nilai quji, kita dapatkan:

E=kqr2…………(2)

medan listrik, rumus medan listrik, resultan medan listrik, medan listrik 2 muatan, medan listrik fisika sma, soal medan listrik, soal resultan medan listrik, soal medan listrik 2 muatan

Ilustrasi Medan Listrik pada Muatan Positif dan Negatif

Gambar di atas merupakan ilustrasi medan listrik yang terjadi di sekitar muatan positif (q1) dan negatif (q2) . Arah medan listrik muatan positif selalu menjauhi muatan tersebut. Sedangkan muatan negatif memiliki arah medan listrik menuju muatan tersebut. Jika tempatkan sebuah muatan uji positif (quji) di suatu titik, maka muatan uji akan terpengaruh medan listrik dari q1 (E1) dan medan listrik dari q2 (E2).

Pada quji, medan listrik E1 memiliki arah menjauhi q1 dan medan listrik E2 menuju q2. Akibat pengaruh medan-medan listrik tersebut, quji mengalami gaya Coulomb masing-masing adalah F1 dan F2. Jika besar titik muatan uji tersebut berjarak r1 dari q1 dan berjarak r2 dari q2, maka masing-masing kuat medan listrik adalah:
E1=kq1r21 dan E2=kq2r22

Ilustrasi Resultan Medan Listrik

Jika ingin ditentukan resultan medan listrik di tersebut, maka harus digunakan prinsip resultan vektor seperti ilustrasi pada gambar di atas. Resultan kuat medan listrik (ER) dapat ditentukan dengan persamaan 3 berikut ini.

ER=E12+E22+2 E1 E2 cosα−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√……………(3)

Untuk membah pemahaman, silahkan tonton video berikut ini:

Video 1:

Video 2:

Potensial & Energi Potensial Listrik

Bagaimana kajian tentang energi yang ada pada muatan listrik? Tentunya tidak lepas dari energi kinetik, energi potensial listrik, dan prinsip kekekalan energi. Konsep energi dapat digunakan untuk menganalisis fenomena kelistrikan selain menggunakan konsep gaya elektrostatik atau medan listrik. Untuk beberapa kasus fenomena kelistrikan, konsep energi lebih mudah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan (soal).

Pada materi fisika SMA kelas 12, fokus pembahasan adalah tentang penggunaan konsep energi untuk menyelesaikan soal-soal yang berkaitan dengan energi potensial listrik. Agar mampu menyelesaikan soal-soal tersebut, harus dipahami beberapa konsep berikut ini:
a) energi potensial listrik
b) potensial listrik dan beda potensial
c) hubungan antara potensial listrik dan medan listrik
d) potensial listrik akibat beberapa muatan titik (point charges)

Untuk materi Potensial & Energi Potensial Listrik, silahkan baca dan kembangkan dari sumber lainnya seperti link berikut ini...