Medan listrik secara sederhana dapat didefinisikan sebagai daerah sekitar partikel bermuatan listrik yang masih berada di bawah pengaruh gaya listrik atau Coulomb. Oleh karena itu setiap muatan listrik baik muatan listrik negatif (elektron) maupun muatan listrik positif (proton) yang masih dipengaruhi oleh listrik disebut medan listrik.
Pengertian Medan Listrik
Medan listrik adalah ruang yang ada di sekitar benda bermuatan listrik tertentu. Ketika suatu benda bermuatan listrik tertentu diletakkan dalam medan listrik, maka benda tersebut akan memperoleh gaya listrik atau gaya Coulomb.
Medan listrik termasuk dalam medan vektor karena mempertimbangkan arah medan listrik. Untuk menyatakan arah medan listrik, arahnya sama dengan arah gaya yang dialami muatan positif ketika berada di sembarang tempat dalam medan listrik.
Arah medan listrik yang ditimbulkan oleh suatu benda bermuatan listrik positif diarahkan ke luar benda.
Sedangkan arah medan listrik yang ditimbulkan oleh benda bermuatan negatif akan menuju ke benda tersebut atau masuk ke dalam benda tersebut.
Medan listrik digambarkan menggunakan garis gaya listrik. Garis-garis gaya listrik berupa garis-garis lengkung yang dibayangkan sebagai jalur-jalur yang ditempuh oleh muatan positif yang bergerak dalam medan listrik.
Perlu diperhatikan bahwa garis-garis gaya listrik tidak akan saling berpotongan karena garis-garis gaya listrik itu sendiri merupakan garis imajiner yang berasal dari benda bermuatan listrik positif ke benda bermuatan listrik negatif. Di bawah ini adalah gambar yang menunjukkan garis imajiner gaya listrik.
Kekuatan Medan Listrik
Besarnya medan listrik lebih dikenal dengan kuat medan listrik. Kuat medan listrik pada suatu titik di dalam medan listrik adalah gaya per satuan muatan listrik pada titik tersebut. Kuat medan listrik menunjukkan benda bermuatan q yang menghasilkan medan listrik disekitarnya.
Kuat medan listrik ditulis dengan simbol E. Misalnya, titik P berada pada jarak r dari benda bermuatan q. Untuk menghitung kuat medan listrik di titik P, muatan uji sebesar q’ ditempatkan.
Kemudian besarnya kuat medan listrik di titik P dihitung dengan rumus:
Informasi:
Formula Hasil Medan Listrik
Gaya listrik seperti medan listrik merupakan besaran vektor. Jika pada suatu titik dipengaruhi oleh medan listrik yang berasal dari lebih dari satu benda bermuatan listrik tertentu, maka besarnya kuat medan listrik pada titik tersebut sama dengan jumlah vektor dari masing-masing kuat medan.
Untuk menghitung penjumlahan vektor dari masing-masing kuat medan ditentukan oleh letak benda bermuatan listrik. Secara umum, berdasarkan letak benda bermuatan listrik, resultan medan listrik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu medan listrik sebaris dan medan listrik nonlinier.
Resultan Medan Listrik Sebaris
Jika letak benda bermuatan listrik berada pada garis lurus, maka untuk menghitung kuat medan listrik di titik C seperti pada Gambar 4 di bawah ini adalah dengan menjumlahkan masing-masing kuat medan listrik:
eC = EA +EB
Jika muatan listriknya sama, maka resultan titik tertentu antara kedua muatan tersebut akan sama dengan nol karena arah medan listrik pada titik tersebut berlawanan.
Resultan Medan Listrik Non Linear
Terkadang letak benda bermuatan listrik tidak berada dalam satu garis lurus. Untuk menghitung kuat medan listrik yang dipengaruhi oleh benda bermuatan listrik tidak dalam garis lurus, gunakan rumus di bawah ini:
Informasi:
Contoh Soal Medan Listrik
Diketahui bahwa terdapat dua buah muatan listrik q1 = 10 μC dan q2 = 15 μC yang ditempatkan pada titik sudut segitiga siku-siku seperti pada gambar di bawah ini.
Jarak antara muatan listrik q1 ke titik A adalah 4 cm sedangkan jarak titik A ke muatan listrik q2 adalah 3 cm. Tentukan besarnya kuat medan listrik di titik A.
Diskusi
Dikenal:
q1 = 10 μC = 10 x 10ˉ⁶C
q2 = 15 µC = 15 x 10ˉ⁶C
R2 = 3 cm = 3 x 10ˉ² m
R1 = 4 cm = 4 x 10ˉ² m
Menjawab:
Titik A dipengaruhi oleh dua medan listrik yaitu dari muatan q1 dan q2. Jadi untuk menghitung besarnya Etotal adalah dengan menghitung kuat medan listrik dari muatan q1 dan q2 :
E1 dan E2 saling tegak lurus sehingga untuk menghitung Etot dapat menggunakan teorema Pythagoras:
Tentukan kuat medan listrik di titik P yang berjarak 10 cm dari muatan listrik q = +15 x 10ˉ⁹ C?
Diskusi
Dikenal:
q = +15 x 10ˉ⁹ C
r = 10 cm = 0,1 m
Menjawab:
Benda C bermuatan listrik +8 x 10ˉ⁶ C terletak pada jarak 12 cm dari titik D. Tentukan kuat medan listrik di titik D?
Diskusi
Dikenal:
Menjawab:
Maka kuat medan listrik di titik D adalah 5,5 x10ˉ⁴ N/C
Setiap muatan listrik baik muatan listrik negatif (elektron) maupun muatan listrik positif (proton) yang masih dipengaruhi oleh listrik atau gaya Coulomb disebut medan listrik. Jika sumber medan listrik lebih dari satu muatan listrik, maka untuk menghitung kuat medan listrik pada titik tersebut adalah dengan menghitung resultan vektor gaya.
mejakelas.com
