MEDAN LISTRIK DAN MEDAN MAGNET

MEDAN  LISTRIK DAN MEDAN MAGNET

Definisi medan :Medan berhubungan dengan suatu daerah di dalam ruang (space). Pada suatu daerah dikatakan terdapat  medan jika terdapat suatu fenomena fisik yang berhubungan dengan sebuah titik yang terletak pada daerah tersebut, contoh medan gravitasi

Hukum Coulomb Bersumber dari hukum gravitasi Newton,secara umum bunyi  Hukum Newton adalah setiap benda dengan massa m akan menarik benda lain yang bermassa m‘ yang terletak pada jarak R dengan gaya :

Dengan analogi dari hukum Newton, jika benda tersebut merupakan benda yang bermuatan, gaya tersebut disebut dengan  gaya medan listrik

Rumus HK Coulomb :

Dimana untuk unit pada sistem SI :

 • Q dinyatakan dengan coulomb (C)

• F dinyatakan dengan Newton (N) • R dinyatakan dengan meter (m)

• a adalah vektor satuan yang tangential thd garis Q1 ke Q2

• k adalah konstanta proportionalitas, untuk medium udara

Medan Magnet – Hk. Biot-Savart

Hukum Biot-Savart mengkuantisasikan rapat flux magnet B yang dihasilkan oleh elemen arus diferensial I dl . Dari percobaan diketahui bahwa gaya pada sebuah magnet yang disebabkan oleh flux magnet hasil dari sebuah kawat panjang dengan arus I adalah   F = mB (analog dengan    F = QE), dimana m adalah kuat medan dari kutub magnet

Hukum Lorentz

Medan listrik dihasilkan oleh muatan listrik  Medan listrik memberikan gaya kepada muatan baik yang bergerak ataupun yang diam  sebesar F = Q E .Benda yang tidak bermuatan tidak akan menghasilkan medan listrik sehingga tidak berinteraksi dengan medan listrik

Medan magnet tidak dihasilkan oleh muatan magnet  Medan magnet dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak  Medan magnet hanya memberikan gaya kepada benda bermuatan yang bergerak sebesar :F = Qv x B

 Gaya yang diterima oleh sebuah muatan yang bergerak merupakan superposisi dari gaya karena medan listrik dan medan magnet F = Q (E + v x B) .Hk Lorentz Gaya yang diberikan oleh medan magnet selalu tegak lurus terhadap arah gerak muatan, shg gaya ini tidak merubah kecepatan muatan  Gaya yang diberikan oleh medan listrik  independen thd arah gerak partikel sehingga komponen kecepatan pada arah medan listrik dapat bertambah

Perbedaan medan listrik & magnet

Medan listrik

-Dihasilkan oleh partikel yang bermuatan dalam keadaan diam atau bergerak

- Arah dari gaya yang diterima adalah searah dengan garis yang menghubungan dua muatan,shg independen thd gerakan partikel

-Ada perubahan kecepatan

Medan magnet

Dapat dihasilkan oleh arus listrik (searah ataupun tidak) yang pd intinya dihasilkan oleh partikel bermuatan yang bergerak

-Arah gaya selalu tegak lurus terhadap arah kecepatan partikel tersebut bergerak

-Tidak ada perubahan kecepatan

Contoh soal:

Soal1

Dua benda bermuatan listrik sejenis masing-masing Q₁ = 5 x 10^-4 C dan Q₂  = 5 x 10^-4 Cdipisahkan pada jarak 5 cm. Tentukanlah besarnya gaya coulomb di antara dua muatan tersebut. (k = 9 x 10⁹ Nm²/c² )

Penyelesaian

Diketahui : Q₁ = 5 x 10^-4 C

                Q₂  = 5 x 10^-4 C

                r   = 5 cm (dijadikan satuan meter sehingga r = 5 x 10^-2 m )

                k   =  9 x 10⁹ Nm²/c²

Ditanya : Fc = ?

Jawab:

Fc = k. Q₁ x Q₂/r²

     = 9 x 10⁹ Nm²/c² . (5 x 10^-4 C) (5 x 10^-4 C)/ (5 x 10^-2 m)²

    = 9 x 10⁹ x 5 x 10^-4  x 5 x 10^-4  / 25 x 10^-4

    = 9 x 10⁹  x 1 x 10^-8  / 10^-4 

    =9 x 10^{9 + (-8) + (+4)}

    = 9 x 10⁵ N

Soal 2

Dua buah muatan masing-masing Q₁ = 2Q dan Q₂ = Q dengan massa masing-masing m₁ = m dan m₂ = 2 m bergerak dengan kelajuan yang sama memasuki suatu medan magnet homogen B. Tentukan perbandingan jari-jari lintasan yang dibentuk muatan Q dan 2Q! 

Jawab: