Medan Listrik Bidang (Pelat / keping)

By a Guy Who Teaches Physics for Fun
plat bermuatan positif

Rumus Medan Listrik Bidang Bermuatan

Bidang/pelat/keping bermuatan digunakan pada banyak alat elektronik sebagai elektroda. Rumus medan listrik bidang bermuatan adalah sebagai berikut.
\begin{array}{l} \eta=\text{Rapat muatan bidang}\\ \epsilon_{o}=8,854 \times 10^{-12}\;\frac{C^{2}}{Nm^2} \end{array}
Medan listrik mengarah menjauhi bidang jika muatan positif dan akan mengarah mendekati bidang jika muatan negatif sebagaimana dengan gambar di atas.
Rumus ini berlaku pada titik-titik dekat dengan permukaan bidang bermuatan dan jauh dari tepi bidang.
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan ke Teman Anda

Penurunan Rumus

Penurunan rumus medan listrik bidang

Bidang bermuatan di dunia nyata memiliki luas terbatas, namun penurunan medan listriknya kita peroleh dengan memodelkan bidang memiliki luas tak hinggga.

Landasan berpikir yang digunakan adalah apabila jarak titik P dengan permukaan bidang sangat kecil dibandingkan jarak titik P dengan tepi bidang, kita dapat menganggap bidang memiliki luas tak hingga.

Catatan : Ingat ini sama seperti penurunan medan listrik garis/batang bermuatan.

Selanjutnya, kita akan menggunakan persamaan medan listrik piringan.

\left(E_{\mathrm{piringan}}\right)_{z}=\frac{\eta}{2 \epsilon_{0}}\left[1-\frac{z}{\sqrt{z^{2}+R^{2}}}\right]

Bidang dengan luas tak hingga sama dengan piringan dengan luas tak hingga ( ketika R \rightarrow \infty ). Sehingga kita bisa menggunakan persamaan medan listrik piringan  dan melimitkan R \rightarrow \infty menjadi sebagai berikut.

\left(E_{\mathrm{bidang}}\right)=\lim_{R\rightarrow \infty}\frac{\eta}{2 \epsilon_{0}}\left[1-\frac{z}{\sqrt{z^{2}+R^{2}}}\right]
E_{bidang}=\frac{\eta}{2 \epsilon_{0}}

Persamaan tersebut mengimplikasikan bahwa besar medan listrik oleh bidang dengan luas tak hingga tidak bergantung pada jarak. Besar medan listrik yang berjarak 100 m sama dengan medan listrik pada titik yang berjarak 0.1 meter dari permukaan bidang.  Ini berarti setiap titik pada ruang memiliki medan listrik dengan besar yang sama (homogen). 

Konsep ini mirip seperti dengan medan gravitasi.

Medan gravitasi pada ketinggian 100 meter diatas permukaan bumi relatif sama medan gravitasi pada ketinggian 0.1 meter diatas permukaan bumi. Walaupun perhitungan teliti akan menghasilkan perbedaan tetapi perbedaan tersebut dapat diabaikan. Ini karena bumi jari-jari bumi sangat besar dibandingkan dengan ketinggian 100 m dan 0.1 m. Sehingga medan gravitasi di atas permukaan bumi sering dimodelkan sebagai medan homogen.

Tentu tidak ada bidang bermuatan dengan luas tak hingga, namun rumus dapat kita gunakan untuk setiap titik yang berada di dekat bidang di mana jarak titik sangat kecil jika dibandingkan dengan jari-jari bidang. Dan juga titik terletak jauh dari tepi bidang.
Bidang bermuatan kemudian digunakan dalam pembuatan kapasitor. Anda dapat mempelajari apa itu kapasitor dan bagaimana medan listriknya pada artikel medan listrik kapasitor.
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan ke Teman Anda
Anda juga dapat mempelajari medan listrik kapasitor, cincin batang/garis, dan titik muatan dengan klik teks biru. Atau silakan lihat daftar post terkait lainnya di bawah ini.
Pos Terkait