Medan Listrik Titik Muatan : Penjelasan, Rumus, Gambar, Satuan, Aplikasi, Contoh Soal dan Pembahasan.

By a Guy Who Teaches Physics for Fun
Top page

Konsep medan listrik yang luas bermula dari mempelajari medan listrik titik muatan. Artikel ini membahas beberapa poin yaitu :

  • Apa itu medan listrik?
  • Gambar representasi medan listrik titik muatan
  • Rumus medan listrik titik muatan
  • Satuan dan dimensi medan listrik
  • Medan listrik ketika terdapat lebih dari satu titik muatan
  • Menghitung gaya coulomb menggunakan medan listrik
  • Aplikasi medan listrik dalam kehidupan sehari-hari
  • Medan listrik lanjutan

Apa itu medan listrik?

Medan listrik adalah ruang di mana muatan dapat mengalami gaya listrik. Medan listrik adalah perantara yang memberikan gaya listrik pada suatu muatan listrik.
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan Ke Teman Anda
Sebuah titik muatan mempengaruhi ruangan di sekitarnya dengan menciptakan medan listrik (\vec{E}). Medan listrik menguat di daerah dekat titik muatan dan melemah di daerah yang jauh dari titik muatan. Selain besar, medan listrik juga memiliki arah. Medan listrik titik muatan positif mengarah menjauhi titik muatan, sedangkan medan listrik titik muatan negatif mengarah mendekati titik muatan. Penggambaran vektor medan listrik dapat dilihat pada gambar berikut.
Previous
Next

Rumus Medan Listrik Titik Muatan

Rumus medan listrik dapat Anda lihat pada slide gambar di bawah.
Previous
Next
Keterangan :
  • E\;=\;\text{medan listrik}
  • k=8,988 \times 10^9 \;Nm^2/ C^2
  • Q\;=\;\text{Besar Muatan}\; (+/-)
  • r\;=\;\text{jarak dari titik muatan}

Satuan dan Dimensi Medan Listrik

Satuan internasional medan listrik adalah V/m tetapi pada pembelajaran fisika lebih umum menggunakan N/C. Dimensi medan listrik adalah [M][L][I]^{-1}[T]^{-3}.

Medan Listrik oleh Lebih dari Satu Titik Muatan

Sebuah titik dapat dipengaruhi oleh berbagai sumber medan listrik. Medan listrik pada titik tersebut merupakan hasil dari penjumlahan semua vektor medan listrik yang berlaku. Perhatikan gambar berikut.
Previous
Next
Penjumlahan vektor dapat Anda pelajari pada artikel vektor kami (masih dalam pengembangan).

Menghitung Gaya Coulomb Menggunakan Medan Listrik

Apabila medan listrik (\vec{E}) telah diketahui, menghitung gaya coulomb (gaya listrik) menjadi lebih mudah. Rumus gaya coulomb apabila medan listrik telah diketahui dapat Anda lihat pada slide gambar di bawah.

Previous
Next

Muatan P tidak berinteraksi secara langsung dengan muatan A/B/C, tetapi berinteraksi dengan medan listrik pada posisi muatan P berada.

Gaya searah dengan arah medan listrik jika titik muatan P positif, dan sebaliknya akan berlawanan arah jika titik muatan P negatif. 

Contoh Soal Medan Listrik Titik Muatan dan Pembahasan

contoh soal dan pembahasan medan listrik titik muatan
Sebagai contoh mari kita hitung medan listrik pada titik P. Perhatikan gambar di  atas.
Titik P dipengaruhi medan listrik oleh q_{1} dan q_{2} yaitu \vec{E_{1}} dan \vec{E_{2}} . Arah \vec{E_{1}} dan \vec{E_{2}} adalah sebagaimana dengan gambar. Sudut \vec{E_{1}} dan \vec{E_{2}} terhadap horizontal sama yaitu \theta. Ingat muatan positif memiliki medan listrik dengan arah menjauhi titik muatan.
Karena jarak r_{1}=r_{2} dan besar muatan q_{1}=q_{2} maka besar medan listrik E_{1}=E_{2}, hanya saja arahnya berbeda.
Selanjutnya kita akan menguraikan komponen x E_{1} dan E_{2}.
\vec{E}_{1x}=\vec{E}_{2x}=\frac{k(+q)}{r^2}\cos \theta

Kemudian kita menghitung resultan vektor pada titik P sebagai berikut.

\vec{E}_{r}=\vec{E}_{1x}+\vec{E}_{2x}
\vec{E}_{r}=2 \frac{k(+q)}{r^2}\cos \theta
Jadi medan listrik pada titik P adalah \vec{E}_{r}=2 \frac{k(+q)}{r^2}\cos \theta

Representasi Medan Listrik Titik Muatan dengan Garis Panjang Terhubung

Medan listrik juga dapat memiliki representasi dalam bentuk garis-garis yang terhubung. Anda dapat  melihat slide gambar di bawah .
Kerapatan garis menjadi tolak ukur besar medan listrik pada suatu daerah. Semakin rapat garis medan listrik pada suatu daerah maka semakin besar medan listrik pada daerah tersebut. Anda dapat memahami lebih baik dengan menggunakan media gambar di bawah.
Previous
Next
Berdasarkan gambar di atas Anda dapat memahami medan listrik di dalam lingkaran hijau lebih kuat daripada medan listrik di dalam lingkaran ungu karena di dalam lingkaran hijau terdapat lebih banyak garis medan listrik.
Apabila sebuah titik muatan berada pada medan listrik garis maka arah gaya yang berlaku muatan tersebut berada pada garis singgung medan listrik garis. Perhatikan gambar terakhir pada slide gambar di atas.

Aplikasi Medan Listrik Dalam Kehidupan Sehari-hari

Hiu sensitif terhadap medan listrik. Dikarenakan hal tersebut penyelam menggunakan alat yang disebut dengan SharkPod. Sharkpod diletakkan di punggung dan kaki penyelam. SharkPod mampu menciptakan medan listrik yang amat kuat dengan radius sejauh 7 meter. Medan listrik yang amat kuat mampu membuat hiu memalingkan diri dari penyelam. Alat ini digunakan pada 2000 summer olympics . Perlombaan berjalan lancar tanpa ada serangan hiu sama sekali.

Jika kelelawar menggunakan gelombang suara untuk navigasi, beberapa jenis ikan menggunakan medan listrik. Di antaranya adalah Gymnarchus Niloticus.

Ketika garis medan listrik yang dihasilkan oleh ikan terdistorsi oleh lingkungan sekitar, ikan merasakan distorsi tersebut melalui reseptor di kepala ikan dan kemudian ikan merespons . Navigasi menggunakan medan listrik efektif digunakan untuk menangkap mangsa di tempat yang gelap ketika mata kurang efektif.

*Anda dapat melihat video medan listrik sharkpod dengan klik link teks biru.

Medan Listrik Lebih Lanjut

Medan listrik titik muatan merupakan fondasi dari pengembangan konsep medan listrik yang lebih luas. Anda dapat mempelajari medan listrik batang/garis bermuatan, medan listrik cincin, medan listrik piringan, medan listrik bidang, dan medan listrik kapasitor dengan klik teks biru.
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan Ke Teman Anda
Pos Terkait