Medan Listrik

Diposting pada

Selamat datang di Dosen.co.id, web digital berbagi ilmu pengetahuan. Kali ini PakDosen akan membahas tentan Medan Listrik? Mungkin anda pernah mendengar kata Medan Listrik? Disini PakDosen membahas secara rinci tentang pengertian, sifat, rumus, garis, kuat, hubungan, tujuan, penerapan dan contoh. Simak Penjelasan berikut secara seksama, jangan sampai ketinggalan.

Medan-Listrik

Pengertian Medan Listrik

Medan listrik adalah dampak yang terjadi oleh adanya muatan listrik, mislnya elektron, ion maupun proton dalam ruangan yang ada di sekelilingnya. Medan listrik mempunyai satuan N/C (Newton/Coulomb). Medan listrik biasanya dituntut dalam bidang ilmu fisika dan bidang terkait dan menurut tidak langsung juga di bidang elektronika yang sudah menggunakan medan listrik ini dalam kawat konduktor. Definisi lain dari medan listrik ialah suatu ruangan di sekeliling objek bermuatan listrik, apabila suatu benda bermuatan listrik berada di dalam ruangan tersebut akan memiliki gaya listrik.


Medan listrik tergolong dari medan vektor, sehingga untuk membuktikan arah medan listrik dijelaskan sama dengan arah gaya yang dialami oleh muatan positif, apabila berada dalam secara acak tempat di dalam medan tersebut. Arah medan listrik yang terangkat oleh benda bermuatan positif dijelaskan keluar dari benda, sebaliknya arah medan listrik yang terangkat benda bermuatan negatif dijelaskan masuk ke benda. Untuk mewujudkan medan listrik diperankan oleh garis-garis gaya listrik, yakni garis lengkung yang dibayangkan sebagai jalan yang dibangun oleh muatan positif yang didorong dalam medan listrik. Garis gaya listrik tidak mudah terpotong, karena garis gaya listrik ialah garis khayal yang berasal dari benda bermuatan positif dan akan berhenti di benda yang bermuatan negatif. Dibawah ini adalah contoh skema gaya listrik, antara lain sebagai berikut:

skema gaya listrik

Medan listrik adalah suatu medan yang disebabkan oleh adanya muatan listrik yang representasi dalam dalam kehidupan sehari-hari berupa medan yang disebabkan oleh suatu benda yang bertegangan. Hal ini dengan jelas diterangkan dalam persamaan Maxwell I yang diturunkan dari hokum Gauss untuk medan listrik dan medan magnetik.

V ⋅ε ⋅ E = ρ

V D = ρ

V B = 0

∇ = operator del (vektor differensial)

E = kuat medan listrik

D = kerapatan flux listrik

ρ = kerapatan muatan yang menyebabkan timbulnya D dan E

B = kerapatan fluks magnetic


Sifat Medan Listrik

Berikit ini merupakan beberapa sifat dari medan listrik antara lain sebagai berikut:

  1. Skema gaya listrik tidak mudah terpotong.
  2. Skema gaya listrik sering menuju radial berhenti dari muatan positif dan bertemu menuju muatan negatif.
  3. Bertambah rapat skema gaya listrik pada suatu tempat, sehingga medan listrik pada tempat tersebut bertambah kuat dan sebaliknya.

Rumus Medan Listrik

Rumus medan listrik dapat memasuki melewati Hukum Coulomb yaitu gaya antara dua titik muatan, berikut rumusnya dibawah ini:

rumus pertama

Menurut persamaan tersebut, gaya pada salah satu titik muatan berlawan lurus dengan besar muatannya. Medan listrik dinyatakan secara suatu konstan persamaan antara muatan dengan gaya. Berikut rumusnya:

Baca Lainnya :  Poster adalah

rumus kedua

Demikian, medan listrik itu bersandar pada posisinya. Suatu medan ialah sebuah vektor yang bersandar pada vektor yang lain. Medan listrik bisa di dapat menjadi gradien dari potensial listrik. Apabila beberapa muatan yang dibagikan menciptkan potensial listrik, sehingga gradien potensial listrik bisa ditetapkan.


Garis-garis Medan Listrik

Pola radiasi medan listrik
Pola radiasi medan listrik
  1. Memvisualisasikan pola pola-pola medan listrik adalah dengan menggambarkan garis-garis dalam arah medan listrik listrik.
  2. Vector medan listrik di sebuah titik titik, , tangensial tangensial terhadap garis garisgaris medan listrik listrik.
  3. Jumlah garis garis-garis per satuan luas permukaan yang tegak lurus garis garis-garis medan listrik listrik, , sebanding dengan medan listrik di daerah tersebut.

Arah medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik dengan arah keluar dari muatan tersebut. Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik dengan arah masuk ke muatan tersebut.

Besar medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji q’ diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat medan listrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang timbul di antara keduanya dibagi besar muatan uji. Jadi, dituliskan

F = E q’

Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut. Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah masuk atau menuju ke muatan tersebut.


Kuat Medan Listrik

Gaya Coulomb di sekitar suatu muatan listrik akan membentuk medan listrik. Dalam membahas medan listrik, digunakan pengertian kuat medan. Untuk medan gaya Coulomb, kuat medan listrik adalah vektor gaya Coulomb yang bekerja pada satu satuan muatan yang kita letakkan pada suatu titik dalam medan gaya ini, dan dinyatakan dengan :

Kuat Medan Listrik

Muatan yang menghasilkan medan listrik disebut muatan sumber. Misalkan muatan sumber berupa muatan titik q. Kuat medan listrik yang dinyatakan pada suatu vektor posisi terhadap muatan sumber tsb, adalah medan pada satu satuan muatan uji. Bila kita gunakan Muatan yang menghasilkan medan listrik disebut muatan sumber.

Misalkan muatan sumber berupa muatan titik q. Kuat medan listrik yang dinyatakan pada suatu vektor posisi terhadap muatan sumber tsb, adalah medan pada satu satuan muatan uji. Bila kita gunakan Muatan yang menghasilkan medan listrik disebut muatan sumber.

Misalkan muatan sumber berupa muatan titik q. Kuat medan listrik yang dinyatakan pada suatu vektor posisi terhadap muatan sumber tsb, adalah medan pada satu satuan muatan uji.

Gambar Arah muatan listrik

Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut. Adapun, arah medan listrik dari sebuah muatan negatif di suatu titik adalah masuk atau menuju ke muatan tersebut.


Hubungan Medan Listrik Dengan Medan Magnet

Arus yang mengalir pada batang konduktor akamn menghasilakn medan magnet sekitarnya (hukum Biot Savart). Perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan listrik (hukum Faraday). Perubahan medan listrik diduga menghasilkan medan magnet (hipotesa James Clark Maxwell, 1864) hipotesa tersebut dibuktikan oleh Heinrich Rudolph Hertz (1857 … 1894) dari jerman, dengan menghasilkan gelombang elektromagnetik / gelombang radio.

Baca Lainnya :  Seni Rupa Terapan

Gelombang elektromagnet terdiri atas gelombang listrik dan gelombang magnet, yang saling tegak lurus. Keduanya terletak secara tegak lurus pada arah rambatan gelombang.

Gelombang elektromagnetik

Medan listrik dan medan magnet disekitar antenna pemancar


Tujuan Pengukuran Kuat Medan Listrik

Di karenakan medan magnet dihasilkan oleh medan listrik terutama pada sebuah antenna maka pengukuran dilakukan guna untuk mendapatkan hasil dari jangkauan suatu antenna berdasarkan parameter yang didalamnya tergantung pada medan listrik dan medan magnet.

Lalu dikarenakan medan magnet dan medan listrik mempunyai arah maka untuk pemancaran suatu antenna baik itu untuk direksional dan omni direksional maka pengukuran juga dilakukan untuk menilai kawasan mana saja yang mendapat sinyal informasi.


Penerapan Medan Listrik

Berikut ini adalah beberapa penerapan medan listrik yaitu:

  • Generator Van de Graff

Muatan listrik yang diperoleh melalui cara menggosok. Untuk memperoleh muatan listrik yang sangat besar digunakan generator Van de Graff. Gesekan antara pita karet dan roda pemutar menyebabkan pita karet bermuatan listrik. Muatan listrik ini ditampung pada bola logam.Distribusi muatan listrik ini terdapat pada permukaan luar bola yang berongga. Dilaboratorium-laboratorium penelitan biasa dipakai mesin pembangkit listrik yang bernama Generator Van de Graff. Generator inilah contoh kedua penerapan listrik statis dalam kehidupan sehari-hari karena merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan listrik statis tersebut. Cara kerjanya adalah dengan metode gesekan, yaitu gosokan antara silinder bagian bawah dengan sabuk karet yang menjadikan adanya muatan listrik negatif di sabuk karetnya.


  • Cat Semprot

Butiran cat dari aerosol menjadi bermuatan ketika bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara. Bila benda yang dicat diberi muatan berlawanan, maka butiran cat akan tertarik ke badan benda. Metode ini sangat efektif, efisien, dan murah.


  • Mesin Fotokopi

Mesin fotokopi menggunakan daya tarik muatan listrik berbeda. Suatu pola muatan positif pada pelat tadi, mencitrakan bidang hitam yang akan digandakan, menarik partikel bermuatan negatif dari bubuk hitam halus yang disebut toner, toner tersebut jadi bermuatan negatif karena berhubungan dengan butir-butir gelas kecil di baki pengembang. Pola toner dipindahkan ke atas secarik kertas kosong dan dipanggang di atasnya.


  •  Printer Laser

Ketika drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan. Laser akan menggambar pada kertas yang bermuatan negatif. Setelah melewati drum yang berputar kertas akan melewati fuser. Pada bagian fuser ini kertas akan mengalami pemanasan, hal ini yang menyebabkan kertas terasa panas pada saat keluar dari printer. Printer laser lebih cepat, lebih akurat, dan lebih ekonomis.


  • Pengendap elektrostatis atau penggumpal asap

Alat ini berfungsi untuk membersihkan partikel-partikel abu hasil pembakaran gas pada cerobong asap, sehingga mengurangi pencemaran udara. Terdiri dari 2 pelatlogam datar dan kawat vertikal yang terbentang diantaranya. Pelat-pelat logam yang ditanahkan, tetapi kawat-kawat diantara pelat dijaga bermuatan sangat kuat. Dengan demikian, ada medan listrik kuat dalam daerah diantara kawat dan kepin. Listrik kuat ini menyebabkan ion-ion terbentuk dalam udara di anatara kawat. Ion positif udara ditarik ke kawat bermuatan negatif, tetapi ion negatif udara ditang partikel polutan. Partikel polutan bermuatan positif ini kemudian bergerak menuju pelat logam dan terkumpul dibagian dasar.

Baca Lainnya :  Contoh Amanat

Contoh Medan Listrik

Berikut ini adalah beberapa contoh medan listrik dalam kehidupan sehari-hari yaitu:

1. Generator Van de Graff

Muatan listrik yang diperoleh melalui cara menggosok.Untuk memperoleh muatan listrik yang sangat besar digunakan generator Van de Graff. Gesekan antara pita karet dan roda pemutar menyebabkan pita karet bermuatan listrik. Muatan listrik ini ditampung pada bola logam.Distribusi muatan listrik ini terdapat pada permukaan luar bola yang berongga.


2. Penggumpal Asap

Alat ini membersihkan partikel-partikel abu hasil pembakaran gas, sehingga mengurangi pencemaran udara. Alat penggumpal asap ini terdiri dari kawat dan pelat logam, kawat dibuat bermuatan negatif, partikel abu ketika melewati kawat akan bermuatan negatif. Pelat logam dibuat bermuatan positif sehingga akan menarik partikel abu yang bermuatan negatif. Gumpalan-gumpalan partikel abu itu kemudian jatuh ke dasar cerbong sehingga mudah dibersihkan. Teknik penggumpal asap ini sering digunakan dalam pabrik baja, pabrik semen, dan industri kimia yang banyak mengeluarkan asap.


3. Cat Semprot

Butiran cat dari aerosol menjadi bermuatan ketika bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara. Bila benda yang dicat diberi muatan berlawanan, maka butiran cat akan tertarik ke badan benda. Metode ini sangat efektif, efisien, dan murah.


4. Mesin Fotokopi

Mesin fotokopi menggunakan daya tarik muatan listrik berbeda. Suatu pola muatan positif pada pelat tadi, mencitrakan bidang hitam yang akan digandakan, menarik partikel bermuatan negatif dari bubuk hitam halus yang disebut toner, toner tersebut jadi bermuatan negatif karena berhubungan dengan butir-butir gelas kecil di baki pengembang. Pola toner dipindahkan ke atas secarik kertas kosong dan dipanggang di atasnya.


5. Printer Laser

Ketika drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan. Laser akan menggambar pada kertas yang bermuatan negatif. Setelah melewati drum yang berputar kertas akan melewati fuser. Pada bagian fuser ini kertas akan mengalami pemanasan, hal ini yang menyebabkan kertas terasa panas pada saat keluar dari printer. Printer laser lebih cepat, lebih akurat, dan lebih ekonomis.


Contoh Soal Medan Listrik

Sebuah bawaan uji +15.105 C diletakkan dalam sbuah medan listrik. Jika gaya yang bergerak pada bawaan uji tersebut adalah 0,6 N. Berapa besar medan listrik pada bawaan uji tersebut?

Pembahasan:

F = 0.8 N

q = +15.105 C

Jawaban:

E = F/q

E = 0.6/15.105 C

E = 6.104 / 15 = 4000 N/C


KESIMPULAN

Gelombang elektromagnet terdiri atas gelombang listrik dan gelombang magnet, yang saling tegak lurus. Keduanya terletak secara tegak lurus pada arah rambatan gelombang. Dengan demikian dapat dikatakan pula bahwa kuat medan listrik merupakan besar tegangan yang terinduksi pada penghantar sepanjang 1 meter, kedudukannya sejajar dengan medan listrik dan tegak lurus terhadap rambatan.

Kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor karena memiliki arah, maka penjumlahan antara dua medan listrik atau lebih harus menggunakan penjumlahan vektor. Arah medan listrik dari sebuah muatan positif di suatu titik adalah keluar atau meninggalkan muatan tersebut.


Demikian Penjelasan Materi Tentang Medan Listrik: Pengertian, Sifat, Rumus, Garis, Kuat, Hubungan, Tujuan, Penerapan dan Contoh Semoga Materinya Bermanfaat Bagi Siswa-Siswi.