T_T 21: Medan Listrik I

Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang ada di sekitarnya. Medan listrik memiliki satuan N/C atau dibaca Newton/coulomb. Medan listrik umumnya dipelajari dalam bidang fisika dan bidang-bidang terkait, dan secara tak langsung juga di bidang elektronika yang telah memanfaatkan medan listrik ini dalam kawat konduktor (kabel).

Rumus matematika untuk medan listrik dapat diturunkan melalui Hukum Coulomb, yaitu gaya antara dua titik muatan:

$\mathbf{F} = q\mathbf{E}$

$\mathbf{F} = \frac{q_1 q_2}{\left|\mathbf{r}\right|^2}\mathbf{\hat r}.$

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.

$\mathbf{E} = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}\ \frac{q} {\left|\mathbf{r}\right|^2}\mathbf{\hat r}$

Maka, medan listrik bergantung pada posisi. Suatu medan, merupakan sebuah vektor yang bergantung pada vektor lainnya. Medan listrik dapat dianggap sebagai gradien dari potensial listrik. Jika beberapa muatan yang disebarkan menghasiklan potensial listrik, gradien potensial listrik dapat ditentukan.

Dalam rumus listrik sering ditemui konstanta k sebagai ganti dari $\!1/4\pi\epsilon_0$ (dalam tulisan ini tetap digunakan yang terakhir), di mana konstanta $k\!$ tersebut bernilai.

$\! k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \approx 8.99 \times 10^9$ N m² C^-2

yang kerap disebut konstanta kesetaraan gaya listrik

Untuk menghitung medan listrik di suatu titik $\! \vec{r}$ akibat adanya sebuah titik muatan $\! q$ yang terletak di $\! \vec{r}_q$ digunakan rumus

$\vec{E}(\vec{r}-\vec{r}_q) \equiv \vec{E}(\vec{r};\vec{r}_q) \equiv \vec{E}(\vec{r}) = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}\ \frac{q} {\left|\vec{r} - \vec{r}_q\right|^3} \left(\vec{r} - \vec{r}_q \right)$

T_T 21

Jumat, 25 Februari 2011

Medan Listrik I

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Mengenai Saya

Arsip Blog