Medan Listrik
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| field/fiːld/ | medan |
| electric field/ɪˈlektrɪk fiːld/ | medan listrik |
| test charge/test tʃɑːdʒ/ | muatan uji |
| uniform/ˈjuːnɪfɔːm/ | seragam |
Bagaimana satu muatan merasakan muatan lain melintasi ruang hampa?
- Sebuah muatan mendorong muatan lain yang jauh, tanpa ada yang terlihat di antaranya.
- Kita menjelaskannya dengan medan: muatan mengisi ruang di sekitarnya dengan pengaruh.
- Setiap muatan lain yang diletakkan di sana merasakan gaya dari medan lokal.
- Medan adalah perantara yang membawa gaya listrik.
Medan = gaya per satuan muatan
- Medan listrik pada suatu titik adalah gaya yang akan dirasakan oleh $+1\ \text{C}$ muatan uji di sana.
- ⟨$\vec E = \dfrac{\vec F}{q}$⟩, diukur dalam newton per coulomb (N/C).
- ⟨$E$⟩ adalah vektor: ia memiliki arah di setiap titik.
- Setelah Anda mengetahui $E$, gaya pada muatan apa pun hanyalah ⟨$\vec F = q\vec E$⟩.
Medan listrik pada suatu titik adalah:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\vec E = \vec F / q$ — gaya yang dirasakan oleh muatan positif satuan.
Setelah Anda mengetahui medan $E$, gaya pada muatan $q$ adalah $F =$ ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\vec F = q\vec E$ — kalikan medan dengan muatan.
Medan dari muatan titik
- Muatan titik ⟨$Q$⟩ menghasilkan medan ⟨$E = \dfrac{kQ}{r^2}$⟩ pada jarak ⟨$r$⟩.
- Arahnya menjauhi muatan positif ⟨$Q$⟩ dan menuju muatan negatif ⟨$Q$⟩.
- Medannya paling kuat dekat muatan dan meredam seiring dengan ⟨$1/r^2$⟩.
- Garis medan menunjukkan arah; di mana garis rapat, medan lebih kuat.
Peta medan listrik
Ubah tanda dan ukuran muatan dan lihat bagaimana garis medannya tersusun ulang.
Temukan medan (dalam N/C) $3\ \text{m}$ dari muatan $+6\ \text{nC}$. Gunakan $k = 9\times10^9$.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$E = \dfrac{(9\times10^9)(6\times10^{-9})}{3^2} = \dfrac{54}{9} = 6\ \text{N/C}$.
Membaca garis-garis medan
- Garis dimulai pada muatan positif dan berakhir pada muatan negatif.
- Mereka tidak pernah bersilangan — medan memiliki satu arah di setiap titik.
- Garis yang lebih rapat berarti medan yang lebih kuat.
- Tangen garis memberikan arah ⟨$\vec E$⟩ (dan gaya pada muatan ⟨$+$⟩).
Dua garis medan listrik dapat bersilangan pada suatu titik.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Garis tidak pernah bersilangan — medan memiliki hanya satu arah di setiap titik.
Pilih semua pernyataan benar tentang garis medan.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Garis berjalan dari + ke −, padat di daerah kuat, dan tidak pernah bersilangan.
Medan seragam
- Di antara dua pelat paralel besar, medannya seragam — sama di setiap tempat.
- Garisnya lurus, berjarak rata, dan mengarah dari ⟨$+$⟩ ke ⟨$-$⟩.
- Medan seragam memberikan gaya konstan, sehingga muatan bergerak seperti proyektil.
- Kita akan menggunakan gambaran medan konstan ini untuk kapasitor.
Antara dua pelat sejajar besar, medannya:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Pelat sejajar menghasilkan medan seragam: garis lurus, berjarak rata.
Temukan medan $2\ \text{cm}$ dari muatan $+5\ \text{nC}$. Gunakan $k = 9\times10^9$.
- $E = \dfrac{kQ}{r^2} = \dfrac{(9\times10^9)(5\times10^{-9})}{(0.02)^2}$.
- $E \approx 1.1\times10^{5}\ \text{N/C}$, mengarah menjauhi muatan.
Medan $\vec E$ ada baik dengan maupun tanpa muatan uji — ini adalah sifat ruang yang dihasilkan oleh muatan sumber. Jangan bilang "tidak ada muatan, tidak ada medan": sumber tetap mengisi ruang dengan $E$.
Medan listrik adalah gaya per satuan muatan, $\vec E = \vec F / q$ (N/C), sebuah vektor yang mengarah menjauhi $+$ dan menuju $-$. Muatan titik menghasilkan $E = kQ/r^2$; garis medan menunjukkan arahnya, dan garis yang lebih rapat menandakan medan yang lebih kuat.