Medan Listrik Dan Teladan Soal

Seluruh benda yang ada di permukaan bumi atau sekitarnya akan ditarik menuju sentra bumi lantaran mempunyai massa yang jauh lebih kecil dari pada massa bumi. Hal serupa ternyata juga terjadi pada muatan-muatan listrik. Muatan-muatan listrik mempunyai medan listrik sehingga sanggup mempengaruhi muatan lain yang berada tidak jauh darinya. Medan listrik sanggup didefinisikan sebagai kawasan di sekitar muatan yang masih besar lengan berkuasa menjadikan gaya listrik terhadap muatan lain. Medan listrik digambarkan dengan garis-garis gaya listrik.

Dalam ruang disekitar benda bermuatan listrik, kita jumpai beberpa gejala. Gejala ini disebabkan bekerjanya sutu gaya pada benda bermuatan apa saja yang diletakkan dalam ruang di sekitar benda bermuatan tersebut. Medan listrik digambarkan oleh serangkaian garis gaya listrik yang arahnya keluar atau masuk ke dalam muatan. Arah garis gaya listrik ke dalam dipakai untuk mengatakan muatan negatif dan arah garis medan listrik ke luar dipakai untuk mengatakan muatan positif. Garis-garis gaya berasal dari muatan positif dan berakhir pada muatan negatif.

Selain melalui gambar, medan listrik suatu muatan sanggup ditentukan besarnya dengan cara menghitung. Bagaimana cara menghitung besar besar lengan berkuasa medan listrik? Agar sanggup memahami cara menghitung besarnya medan listrik (E) perhatikan Gambar di atas dan klarifikasi berikut.

Agar mengetahui besar besar lengan berkuasa medan listrik muatan Q, sebuah muatan uji positif (q₀) yang muatannya jauh lebih kecil diletakkan di akrab muatan tersebut dengan jarak r. Berdasarkan aturan Coulomb, muatan q₀ tersebut akan mendapat gaya tolak dari muatan Q sebesar,

F = k .	Q . q 0
	r²

Karena besar lengan berkuasa medan listrik (E) didefinisikan sebagai besarnya gaya listrik (F) yang bekerja pada satu satuan muatan uji (q₀), maka besarnya besar lengan berkuasa medan listrik yang dialami oleh muatan uji tersebut:

E =	F
	q0

E =	k . Q . q 0 r²
	q0

E = k .	Q
	r²

Sehingga sanggup disimpulkan bahwa besar besar lengan berkuasa medan listrik pada suatu titik yang berjarak r dari muatan Q adalah:

E = k . Q r²

Keterangan: E = medan listrik (N/C) F = gaya coulomb (newton) q = besar muatan listrik (coulomb)

Contoh Soal 1

Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan B yakni sebesar 4 x 10^-4 N. Jika besar muatan A sebesar 4 x 10-6 C dan muatan uji B sebesar 4 x 10^-12 C, berapakah besar besar lengan berkuasa medan listrik yang dirasakan muatan uji B oleh muatan A tersebut?

Diketahui:
Besar gaya Coulomb = 4 x 10^-4 N
Besar muatan A = 4 x 10^-6 C
Besar muatan B = 4 x 10^-12 C
Ditanyakan: besar besar lengan berkuasa medan listrik yang dirasakan muatan uji B oleh muatan A (E_A)

Jawab:

E =	F	=	4 x 10-4 N	= 108 N/C
	QB		4 x 10-12C

Jadi, besar besar lengan berkuasa medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A yakni 10⁸ N/C.

Contoh Soal 2

Medan listrik yang dirasakan oleh muatan uji A terhadap muatan B sebesar 80 N/C. Jika jarak kedua muatan tersebut yakni 3 cm, berapakah besar muatan B?

Diketahui:
Medan listrik = 80 N/C
Jarak kedua muatan = 3 cm = 0,03 m
Ditanyakan: besar muatan B

Jawab:

E = k .	Q
	r²

80 = 9 x 109 .	Q
	(3 x 10-2)²

Q = 80 .	9 x 104
	9 x 109

Q = 8 x 10^-12 C
Kaprikornus besar muatan B yakni Q = 8 x 10^-12 C

Contoh Soal 3

Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan B yakni sebesar 3 x 10^-4 N. Jika besar muatan A dan B masing-masing sebesar 2 x 10^-6 C dan 1,5 x 10^-6 C, berapakah besar besar lengan berkuasa medan listrik yang dirasakan muatan A oleh muatan B?

Diketahui:
Besar gaya Coulomb = 3 x 10^-4 N
Besar muatan A = 2 x 10^-6 C
Besar muatan B = 1,5 x 10^-6 C
Ditanyakan: besar besar lengan berkuasa medan listrik yang dirasakan muatan uji A oleh muatan B (E_B)

Jawab:

E =	F	=	3 x 10-4 N	= 1,5 x 10² = 150 N/C
	QA		2 x 10-6C

Jadi, besar besar lengan berkuasa medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A yakni 150 N/C.