NAMA KELOMPOK :

ADE SAHASRARA (04)

PUTRI ISMA OKTAWIANI (21)

DEWA SANG MADE WIJAYA (25)

I WAYAN WIRA YASA (26)

MEDAN LISTRIK

PENGERTIAN MEDAN LISTRIK

Dua buah benda yang bermuatan listrik positif, A dan B ; diantara dua benda itu terdapat gaya

tolak-menolak listrik, F. Seperti halnya gaya gravitasi, gaya ini bekerja pada suatu jarak tertentu

dan dialami tanpa adanya persinggungan antara A dan B. Sekarang apabila benda B tersebut

diambil, maka titik di mana benda B tersebut berada dikatakan berada dalam medan listrik yang

disebabkan benda bermuatan positif A. Jadi, suatu titik dikatakan berada dalam medan listrik

apabila suatu benda yang bermuatan listrik ditempatkan pada titik tersebut akan mengalami

gaya listrik.

KUAT MEDAN LISTRIK

Karena gaya adalah suatu besaran vektor, maka medan listrik juga suatu besaran vektor yang

mempunyai besar dan arah. Apabila pada titik B ditempatkan benda bermuatan negatif,

misalnya elektron, maka arah medan di titik A dan B menjadi sebaliknya, yaitu tarik-menarik.

Besarnya medan listrik disebut “kuat medan listrik”. Kuat medan listrik di suatu titik, E

didefinisikan sebagai gaya tiap satuan muatan di titik tersebut. Apabila gaya yang dialami

muatan penguji q’ yang ditempatkan pada titik tersebut adalah F, maka terdapat hubungan:

E = F/q

Materi Medan Magnet

atau dapat dinyatakan :

F = qEDalam Sistem Internasional (SI), gaya dinyatakan dalam satuan Newton (N), dan muatan

dalam satuan coulomb (C), satuan kuat medan listrik adalah Newton per coulomc (N/C).

ASAL MEDAN LISTRIK

Rumus matematika untuk medan listrik dapat diturunkan melalui Hukum Coulomb, yaitu gaya

antara dua titik muatan:\

Menurut persamaan ini, gaya pada salah satu titik muatan berbanding lurus dengan besar

muatannya. Medan listrik didefinisikan sebagai suatu konstan perbandingan antara muatan dan

gaya[1]:

Maka, medan listrik bergantung pada posisi. Suatu medan, merupakan sebuah vektor yang

bergantung pada vektor lainnya. Medan listrik dapat dianggap sebagai gradien daripotensial

listrik. Jika beberapa muatan yang disebarkan menghasiklan potensial listrik, gradien potensial

listrik dapat ditentukan.

TANDA MUATAN LISTRIK

Muatan listrik dapat bernilai negatif, nol (tidak terdapat muatan atau jumlah satuan muatan

positif dan negatif sama) dan negatif. Nilai muatan ini akan memengaruhi perhitungan medan

Materi Medan Magnet

listrik dalam hal tandanya, yaitu positif atau negatif (atau nol). Apabila pada setiap titik di sekitar

sebuah (atau beberapa) muatan dihitung medan listriknya dan digambarkan vektor-vektornya,

akan terlihat garis-garis yang saling berhubungan, yang disebut sebagai garis-garis medan listrik.

Tanda muatan menentukan apakah garis-garis medan listrik yang disebabkannya berasal darinya

atau menuju darinya. Telah ditentukan (berdasarkan gaya yang dialami oleh muatan uji positif),

bahwa

muatan positif (+) akan menyebabkan garis-garis medan listrik berarah dari padanya menuju

keluar,

muatan negatif (-) akan menyebabkan garis-garis medan listrik berarah menuju masuk

padanya.

muatan nol ( ) tidak menyebabkan adanya garis-garis medan listrik.

GARIS-GARIS GAYA

Untuk menggambarkan medan listrik dapat juga dilukiskan dalam bentuk garis-garisgaya (lines

of force). Hubungan antara garis-garis gaya dan vektor medan listrik adalah sebagai berikut.

a. vektor kuat medan di suatu titik pada garis gaya menyinggung garis gaya di titik tersebut.

b. Banyaknya garis per satuan luas penampang (yang tegak lurus dengan garis-garis tersebut)

adalah sebanding dengan besarnya medan listrik E.

Materi Medan Magnet

Gambar 4.8 (a) Garis-garis gaya listrik untuk partikel bermuatan positif; (b) Garis-garis gaya

listrik untuk partikel bermuatan negatif; (C) Garis-garis gaya untuk dua muatan yang sejenis; (d)

Garis-garis gaya untuk dua muatan yang berbeda jenis.

RESULTAN KUAT MEDAN LISTRIK

Medan listrik merupakan besaran vektor. Oleh karena itu, penjumlahannya mengikuti aturan

penjumlahan vekror. Anda dapat menggambar vektor-vektor medan listrik di sekitar muatan

statis yang menunjukkan besar dan arah medan listrik pada titik-titik di sekitar muatan tersebut.

Resultan besar kuat medan di titik p adalah sebagai berikut.

E = E1 + E2 + … = En

Kererangan:

E1 = kuat medan listrik di titik p akibat muatan q1

E2 = kuat medan listrik di titik p akibat muatan q2

Medan listrik merupakan besaran vektor. Oleh karena itu, untuk menghitung resultan dan medan

listrik dapat dilakukan dengan cara metode analisis (menggunakan vektor satuan) atau dengan

menggunakan metode grafik. Metode grafik dapat dilakukan dengan syarat setiap medan listrik

diketahui arah vektornya.

Materi Medan Magnet

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN

1. Hitunglah kuat medan listrik pada jarak 1 cm dari sebuah muatan positif 10-6 coulomb.

Diketahui :

Q = 10-6 C

R = 1 cm = 10-2 m

Ditanya : E ?

Jawab :

Arah kuat medan listrik  E adalah menjauhi muatan sumber q. Besar kuat medan listrik

dihitung dengan :  

E = k Q/r2 = (9 × 109) 10-6 / (10-2)2 = 9× 107 N/C

2. Partikel bermuatan +4μC bermassa 1 mg terapung bebas dalam medan listrik seperti pada

gambar berikut.

Jika g = 10m/s2, tentukan besarnya kuar medan listrik yang mempengaruhi partikel tersebut!

Diketahui:

m = 1mg = 10-6 kg

g = 10 m/s2

q = 4μC = 4.10-6C

Materi Medan Magnet

Ditanya : E ?

Jawab :

3. Terdapat sebuah muatan 2μC dengan kuat medan listrik sebesar 18 x 107 N/C. Hitunglah

jarak terhadap muatan tersebut.

Diketahui :

Q = 2 μC = 2 x 10-6 C

E = 18 x 107 N/C

Ditanya : r ?

Jawab :

r2 = k Q/E  => r2  = 9 × 109 2 x 10-6 / 18 x 107 =  1 x 10-4

r =  1 x 10-2 m

SOAL – SOAL

1. Terdapat sebuah muatan 4 μC dengan jarak 1cm. Hitunglah kuat medan listrik tersebut.

Diketahui :

Q = 4 μC = 4 x 10-6 C

r = 1 cm = 10-2 m

Ditanya : E ?

Materi Medan Magnet

Jawab :

E = k Q/r2 = (9 × 109) 4 x 10-6 / (10-2)2 = 36 × 107 N/C

2. Dua buah muatan masing-masing q1 = -20 μC dan q2 =-40 μC. Bila pada titik P yang

berjarak 20 cm dari q2 resultan kuat medan listrik bernilai nol maka nilai x adalah…

Diketahui :

q1 = -20 μC

q2 = -40 μC

r2 = 0,2 m

r1 = x

Ditanya : Jarak titik P dari q1 (x) ?

Jawab :

Resultan kuat medan listrik bernilai nol pada titik P :

Materi Medan Magnet

3. Kuat medan listrik pada suatu titik yang diakibatkan oleh muatan 8,0 x 10 -5 C adalah 4,5

x 108 N/C . Berapakah jarak titik dari muatan.

Diketahui :

Q = 8,0 x 10-5 C

E = 4,5 x 108 N/C

Ditanya : r ?

Jawab :

r2 = k Q/E  => r2  = 9 × 109 8 x 10-5 / 4,5 x 108 =  16 x 10-4

r =  4 x 10-2 m

4. Dua buah muatan masing – masing qA dan qB adalah -300 μC dan 600 μC yang terpisah

pada pada jarak 1 m seperti gambar dibawah ini.

Hitunglah kuat medan listrik yang berada pada titik O.

Diketahui :

qA = –300 μC

qB = 600 μC,

Ditanya : Kuat medan listrik (E) di titik O ?

Jawab :

Materi Medan Magnet

Kuat medan resultan :

E = EA + EB

E = (2700 x 103 N/C) + (5400 x 103 N/C)

E = 8100 x 103 N/C

E = 81 x 105 N/C

Materi Medan Magnet