Fluks Listrik
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| electric flux/ɪˈlektrɪk flʌks/ | fluks listrik |
| area vector/ˈeərɪə ˈvektə/ | vektor luas |
| normal/ˈnɔːml/ | garis normal |
Berapa banyak garis medan yang menembus jaring ini?
- Pegang jaring dalam aliran air: aliran yang melaluinya bergantung pada ukuran dan kemiringannya.
- Lakukan hal yang sama dengan medan listrik dan permukaan.
- Fluks listrik menghitung berapa banyak medan yang menembus area.
- Ini adalah gagasan yang membuat hukum Gauss mungkin diajarkan di pelajaran berikutnya.
Fluks adalah perkalian titik
- Berikan area vektor luas $\vec A$: panjangnya $=$ luasnya, arahnya $=$ normalnya.
- Fluks adalah $\Phi = \vec E \cdot \vec A = EA\cos\theta$.
- $\theta$ adalah sudut antara medan dan normal area.
- Perkalian titik secara otomatis menghitung hanya medan yang menubus.
Fluks listrik melalui area datar adalah:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\Phi = \vec E \cdot \vec A = EA\cos\theta$, dengan $\theta$ dari normal.
Vektor area menunjuk sepanjang ____ terhadap permukaan.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Vektor area tegak lurus terhadap permukaan — yaitu normalnya.
Kemiringan menentukan segalanya
- Wajah langsung ($\theta = 0$): seluruh medan menembusnya, $\Phi = EA$ (maksimum).
- Tepi langsung ($\theta = 90^\circ$): medan melintas di tepinya, $\Phi = 0$.
- Di antaranya, hanya komponen $\cos\theta$ yang dihitung.
- Memiringkan permukaan mengubah fluksnya tanpa mengubah medan.
Medan $E = 100\ \text{N/C}$ menembus lurus ($\theta = 0$) area sebesar $2\ \text{m}^2$. Hitung fluks (N·m²/C).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\Phi = EA\cos 0 = 100 \times 2 \times 1 = 200$.
Medan sejajar dengan permukaan memberikan nol fluks melaluinya.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Sejajar berarti $\theta = 90^\circ$, sehingga $\cos\theta = 0$ dan $\Phi = 0$.
Permukaan melengkung atau berubah memerlukan integral
- Jika $E$ bervariasi atau permukaannya melengkung, bagi menjadi patch $d\vec A$.
- Setiap patch memiliki fluks $d\Phi = \vec E \cdot d\vec A$.
- Jumlahkan semuanya: $\Phi = \displaystyle\int \vec E \cdot d\vec A$.
- Atas permukaan tertutup kita menulis $\oint \vec E \cdot d\vec A$.
Kapan fluks terbesar?
Fluks listrik mengukur seberapa banyak garis medan yang menembus permukaan. Urutkan setiap kasus.
Pilih semua pernyataan benar tentang fluks listrik.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Fluks adalah perkalian titik, puncak muka depan, dan terintegrasi atas kurva. Sudut selalu penting.
Tanda dan satuan
- Fluks keluar dari permukaan tertutup adalah positif; fluks masuk adalah negatif.
- Satuan adalah N·m²/C.
- Permukaan tertutup tanpa muatan di dalamnya memiliki nol fluks bersih — sama banyaknya yang masuk maupun keluar.
- Fakta terakhir ini adalah benih Hukum Gauss.
Permukaan tertutup tidak memiliki muatan di dalamnya. Fluks bersihnya:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Dengan tidak ada muatan yang terkurung, banyak fluks masuk sebanyak keluar — bersih nol.
Sebuah medan $E = 200\ \text{N/C}$ mengenai area $0.5\ \text{m}^2$ yang dimiringkan pada sudut $\theta = 60^\circ$.
- $\Phi = EA\cos\theta = 200 \times 0.5 \times \cos 60^\circ$.
- $\Phi = 200 \times 0.5 \times 0.5 = 50\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}$.
Sudut $\theta$ diukur dari normal, bukan dari permukaan itu sendiri. Medan sejajar dengan permukaan memiliki $\theta = 90^\circ$ dan menghasilkan nol fluks — jebakan tanda dan sudut yang umum terjadi.
Fluks listrik adalah medan yang menembus area: $\Phi = \vec E \cdot \vec A = EA\cos\theta$, dengan $\theta$ dari vektor luas (normal). Wajah langsung memberikan fluks maksimum, tepi langsung memberikan nol. Untuk permukaan melengkung, $\Phi = \int \vec E \cdot d\vec A$.