Medan Listrik
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| electric field/ɪˈlektrɪk fiːld/ | medan listrik |
Muatan merasakan dorongan tanpa ada yang menyentuhnya
- Pegang satu muatan dekat dengan muatan lain dan ia merasakan gaya — melintasi ruang hampa, tanpa pengantar di antaranya.
- Bagaimana? Setiap muatan mengisi ruang di sekitarnya dengan medan listrik yang tak terlihat.
- Muatan apa pun yang ditempatkan dalam medan tersebut akan merasakan gaya darinya.
- Medan adalah "jangkauan" sebuah muatan, dipetakan ke seluruh ruang di sekelilingnya.
Medan adalah gaya per satuan muatan
- Medan listrik $E$ adalah gaya per satuan muatan: $E = \dfrac{F}{q}$.
- Satuannya adalah $\tfrac{\text{N}}{\text{C}}$, dan ini merupakan besaran vektor dengan arah pada setiap titik.
- Tempatkan muatan $q$ dalam medan $E$, maka ia akan merasakan gaya $F = qE$.
- Medan ada baik atau tidak ada muatan uji untuk merasakannya.
Peta medan
Ubah tanda dan ukuran muatan, lalu amati garis medan berbalik arah dan menebal.
Sebuah muatan $2\ \text{C}$ berada di medan $5\ \tfrac{\text{N}}{\text{C}}$. Gaya apa yang dirasakannya, dalam $\text{N}$?
$F = qE = 2 \times 5 = 10\ \text{N}$.
Medan listrik pada suatu titik didefinisikan sebagai:
$E = F/q$ — gaya yang dirasakan oleh muatan positif satuan.
Membaca garis-garis medan
- Garis-garis medan menunjukkan arah medan: mereka menunjuk ke arah dorongan yang akan dialami oleh muatan uji positif.
- Mereka menunjuk menjauhi muatan positif dan menuju muatan negatif.
- Di mana garis-garis lebih rapat, medan lebih kuat.
- Garis-garis tidak pernah berpotongan — medan memiliki satu arah pada setiap titik.
Garis medan listrik mengarah:
Garis menunjukkan tempat muatan uji positif didorong: menjauhi + dan menuju −.
Di mana garis medan lebih rapat, medannya ____.
Garis lebih rapat berarti medan lebih kuat.
Pilih semua pernyataan benar tentang garis medan listrik.
Garis berjalan + → − dan memadat di mana medan kuat. Mereka tidak pernah berpotongan.
Medan dari muatan titik
- Satu muatan titik menghasilkan medan $E = \dfrac{kq}{r^2}$ yang memancar keluar secara radial (jika +).
- Medannya melemah sesuai dengan kuadrat terbalik dari jarak, sama seperti gayanya.
- Dekat muatan medannya sangat kuat; menjauh medannya meredup.
- Gabungkan beberapa muatan dengan cara menjumlahkan vektor-vektor medan mereka pada setiap titik.
Medan listrik ada di sekitar muatan sumber meskipun tidak ada muatan uji.
Muatan sumber menciptakan medan; muatan uji hanya menampilkannya.
Medan $E$ ada secara mandiri, ditentukan oleh muatan sumber — medan itu ada meskipun tidak ada muatan uji. Dan garis-garis medan menunjuk ke arah pergerakan muatan positif: menjauhi +, menuju −. Muatan negatif merasakan gaya berlawanan dengan arah medan.
Sebuah muatan $q = 2\ \text{C}$ berada dalam medan $E = 5\ \tfrac{\text{N}}{\text{C}}$. Gaya apa yang dirasakannya?
- $F = qE = 2 \times 5 = 10\ \text{N}$, searah dengan medan.
Muatan negatif dengan besaran yang sama akan merasakan $10\ \text{N}$ ke arah yang berlawanan.
Medan listrik $E = F/q$ (dalam $\tfrac{\text{N}}{\text{C}}$) adalah gaya per satuan muatan yang mengelilingi setiap muatan; muatan di dalamnya merasakan $F = qE$. Garis-garis medan menjauhi + dan menuju −, serta lebih rapat di tempat medan lebih kuat. Muatan titik menghasilkan $E = kq/r^2$.