1. Medan listrik adalah daerah disekitar benda bermuatan yang akan terpengaruh gaya listrik. Kuat medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sumber muatan. 2. Kuat medan listrik dapat bernilai nol di antara muatan sejenis dan di luar muatan tak sejenis. Arah medan listrik bergantung pada jenis muatan. 3. Fluks listrik adalah jumlah medan listrik yang menembus bidang luasan. Besarnya ter

2. DIAN ESTI ROSIANA 2 | M e d a n L i s t r i k
Medan Listrik
Setelah menyimak penjelasan guru, simulasi dan berdiskusi dikelas kalian
dapat menganalisis kuat medan listrik pada muatan titik.
MEDAN LISTRIK
Benda yang bermuatan listrik dikelilingi sebuah daerah yang disebut medan
listrik. Untuk memvisualisasikan medan listrik, dilakukan dengan
menggambarkan serangkaian garis untuk menunjukkan arah medan listrik
pada berbagai titik di ruang, yang disebut garis-garis gaya listrik.
a: muatan positif b: muatan negatif
Ukuran kekuatan dari medan listrik pada suatu titik, didefinisikan sebagai
gaya per satuan muatan pada muatan listrik yang ditempatkan pada titik
tersebut, yang disebut kuat medan listrik (E ). Kuat medan listrik merupakan
besaran vektor. Jika gaya listrik F dan muatan adalah qo (cukup kecil dan
positif), maka:
A. Tujuan Pembelajaran
B. Teori Dasar

3. DIAN ESTI ROSIANA 3 | M e d a n L i s t r i k
E
F
r
 E = ……………………………… (1)
Ingat Hukum Coloumb : F = k
E =
E = k 2
( N/C) ………….. (2)
k = 9 x 10 9
Nm2
/C2
(tetapan Coloumb)
Kuat medan listrik pada muatan:
1. satu garis lurus:
2. Tidak segaris lurus :
+
Q
EC = EA + EB
EC = + + 2 ⬚
. ⬚

4. DIAN ESTI ROSIANA 4 | M e d a n L i s t r i k
Hukum Gauss
Hukum Coulomb dapat dinyatakan dalam bentuk lain, dinamakan Hukum Gauss.
Hukum Gauss menyatakan bahwa :
“jumlah aljabar garis-garis gaya magnet (fluks) listrik yang menembus permukaan
tertutup sebanding dengan jum lah aljabar muatan listrik di dalam permukaan
tersebut”
Untuk membedakan daerah dalam, pada dan luar permukaan, Gauss
mengusulkan permukaan Gaussian (garis khayal). Jumlah fluks listrik ( ) pada
pada permukaan tertutup ialah muatan yang keluar dari permukan gauss.
Hukum Gauss Untuk Bola Konduktor :
1. Di dalam bola (r < R) :
(di dalam bola q= 0 )
2. Di luar bola (r > R) :
(A= 4 r2
)
Sumber: Cari. 2009. Belajar Aktif Fisika : Untuk SMA & MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional
E = E. A = E = E. A cos

5. DIAN ESTI ROSIANA 5 | M e d a n L i s t r i k

 1 Computer/ Notebook
 Penggaris
 Buka halaman dengan URL: https://phet.colorado.edu/sims/charges-and-
fields/charges-and-fields_in.html (online)
 Atau program Phet Colorado Simulation – Charge and Fields (offline)
 Softcopy Java.exe untuk menngoperasikan simulasi
ejs_bu_EField_and_Potential_2D.jar.
Sebelumnya baca teori dasar pada halaman awal di LKS mu dan simak simulasi dan penjelasan
gurumu, kemudian jawab pertanyaan berikut!
1. Medan listrik adalah daerah disekitar benda bermuatan yang disetiap titik dalam
ruangnya akan terpengaruh gaya listrik dari benda tersebut.
2. Medan listrik dapat di gambarkan dengan garis gaya listrik yang menunjukan
kuat/lemahnya E.
3. Besarnya medan listrik suatu muatan karena muatan uji dirumuskan:
E = atau E = k .
4. Berdasarkan persamaan tersebut, bahwa medan lisrtrik E berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antar muatan.
5. Fluks listrik adalah jumlah medan listrik yang menembus tiap bidang luasan.
6. Berapakah besar fluks listrik yang menembus luasan A dengan kuat medan listrik E
dan arah 00
?
E = E. A cos
E = E. A cos 0 = EA
7. Berapakah kuat medan listrik di titik P yang berjarak 3 cm dari muatan
-8 × 10-9
C ? Lengkapi dengan gambar!
Diketahui: r = 3 cm = 3x10-2
m
Q = -8 × 10-9
C
Ditanya: EQ …?
Jawab:
EQ= k = 9 × 10
×
( )
= − 9x10 N/C
Untuk kegiatan ini kamu perlu:

6. DIAN ESTI ROSIANA 6 | M e d a n L i s t r i k
8. Gambar prediksimu , vektor medan listrik (E) yang berjarak r dengan muatan lain:
a. b.
c. k d.
 Lalu cek jawabanmu dengan membuka softcopy simulasi
ejs_bu_EField_and_Potential_2D.jar.
A. 1. Pada kondisi 8a, 8b dan 8c, prediksi dimana titik yang menyebabkan medan
listriknya sama dengan nol? Jika terdapat titik A,B dan C pada kondisi 8a, 8b dan 8c,
bagaimanakah arah medan listrik di titik A, B dan C tersebut? Gambar prediksimu
pada kolom hipotesis!
2. Samakah nilai E saat mutan uji diletakan 1 m di atas, di samping kanan-kiri dan di
bawah muatan +1 nC dan – 1nC ? Nilai E = 9 V/m pada jarak 1 m, maka nilai E saat 3 m
akan bernilai sama, lebih besar ataukah lebih kecil ?
Hipotesis:
1. Untuk 8a dan 8b, medan listrik akan nol saat muatan uji berada tepat di tengah
kedua muatan. Untuk 8c m edan listrik akan nol saat muatan uji berada disamping
luar kedua muatan.
---- Lakukan Ekperimenmu ----
-

7. DIAN ESTI ROSIANA 7 | M e d a n L i s t r i k
Gambar Prediksi:
8a.
EA2 EA1 EB2 EB1
1 A 2 B
8b. B
EB1 EB2
EA2 EA1 EC2 EC1
A 1 2 C
8c. EA1 EA2
1 EB1 2 A
B
EB2
2. Sama. Nilai E saat 3 cm akan menjadi lebih kecil karena jauh dari sumber
muatan
Untuk menguji hipotesismu lakukan percobaan berikut!
B. Langkah Percobaan:
1. Buka halaman dengan URL: https://phet.colorado.edu/sims/charges-and-
fields/charges-and-fields_in.html (online) atau program Phet Colorado
Simulation – Charge and Fields (offline).
2. Merah untuk muatan positif , biru untuk muatan negatif dan orange untuk
sensor medan E (muatan uji).
3. Klik dan drap muatan positif, muatan negatif atau dan sensor medan E ke layar
utama. Drag hingga menemukan Ep=0. (V/m= N/C) pada kondisi 8a.
4. Panah E merupakan resultan medan listrik.
5. Gambar kembali hasil eksperimen mu pada kolom yang disediakan. Untuk panjang
E gunakan penggaris.
6. Klik bersihkan untuk mereset dan ulangi (2-5) untuk kondisi lainnya.

8. DIAN ESTI ROSIANA 8 | M e d a n L i s t r i k
7. Pada kasus no.2 (baca kasus no. 2), gunakan grid dan meteran untuk mengukur
jarak muatan.
8. Gambar kembali hasil eksperimen mu pada kolom yang disediakan. Untuk panjang
E gunakan penggaris
9. Lakukan analisis dari hasil eksperimen sesuai teori dan arahan gurumu lalu
bandingkan dengan hipotesis.
10. Tulis kesimpulanmu.
C. Hasil Eksperimen
1. Untuk 8a
Muatan titik:
Untuk 8b
Muatan titik:
Untuk 8c
Muatan titik:

9. DIAN ESTI ROSIANA 9 | M e d a n L i s t r i k
3. Nilai E oleh posisi
q0 (r: konstan)
Nilai E karena r Jarak 1 m:
Jarak 3 m:
D. Analisis
1. Pada kasus 8a dan 8b, medan listrik bernilai nol saat muatan uji berada tepat di
tengah kedua muatan. Untuk 8a muatan uji akan mengalami gaya tolak ke kanan
akibat muatan 1 dan gaya tolak ke kiri akibat muatan 2. Untuk 8b muatan uji akan
mengalami gaya tarik ke kiri akibat muatan 1 dan gaya tolak ke kanan akibat
muatan 2. Garis gaya listrik/ E yang berlawanan arah dan sama besar saling
meniadakan sehingga E total =0.
2. Pada muatan titik: arah medan listrik di setiap titik bergantung pada jenis
muatan. Arah E muatan positif: keluar/menjauhi muatan, arah E muatan

10. DIAN ESTI ROSIANA 10 | M e d a n L i s t r i k
negative: menuju muatan. Arah medan listrik yang ditunjukan merupakan
resultan medan listrik oleh muatan 1 dan 2. Semakin jauh dari sumber resultan
semakin kecil.
3. Pada kasus 8c, medan listrik bernilai nol saat muatan uji berada di samping luar
kedua muatan. Ada suatu titik di luar muatan dimana E total = 0 karena medan
listrik yang menuju negatif sama dengan medan listrik yang menjauhi positif.
4. Pada empat lokasi dengan r = 1 m, besar medan listrik +1 nC dan – 1nC adalah
sama. Karena = ,dengan r sama besar dan Q konstan maka nilai E akan
sama disetiap titik yang berjarak 1 m.
5. Besar medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dinyatakan
dengan (E ~ ). Semakin jauh dari sumber muatan,
medan listrik akan semakin mengecil.
 1 ∶ =  k = 9 V/m
kQ = 9
 3 ∶ =  k = = = 1 V/m
E. Kesimpulan
Berdasarkan hasil eksperimen melalui simulasi, dapat disimpulkan bahwa:
1. Medan listrik di suatu titik, diantara muatan sejenis dan di luar muatan tak
sejenis dapat bernilai nol
2. Arah E muatan positif: keluar/menjauhi muatan, arah E muatan negatif: menuju
muatan. Arah E yang dialami suatu titik karena beberapa muatan merupakan
resultannya.
3. Kuat medan listrik sama besar, di setiap titik dengan jarak yang sama dari
muatan sumber.
4. Besar medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari muatan
sumber.

11. DIAN ESTI ROSIANA 11 | M e d a n L i s t r i k
1. Medan listrik adalah daerah disekitar benda bermuatan yang disetiap titik dalam ruangnya
akan terpengaruh gaya listrik dari benda tersebut.
2. Kuat medan listrik: E = atau E = k . Besar medan listrik berbanding terbalik dengan
kuadrat jaraknya (E ~ ). Semakin jauh dari sumber muatan, maka medan listrik akan
semakin mengecil.
3. Kuat medan listrik disuatu titik dapat bernilai nol. Kuat medan listrik sama besar, di setiap
titik dengan jarak yang sama dari muatan sumber
4. Fluks listrik adalah jumlah medan listrik yang menembus tiap bidang luasan.
5. Medan listrrik dlm bola konduktor=0, krna tidak ada muatan dlm bola konduktor. Medan
listrik ada dipermukaan dan diluar permukaan yang berjarak r dari titik pusat bola.
Setelah eksperimenmu selesai, kerjakan soal berikut!
1. Muatan A= 9 dan B= 16 berjarak 14 cm satu dengan yang lainnya. Tentukan :
a. Letak titik C yang memiliki kuat medan nol
b. Gaya yang dirasakan q= 2 di titik C. Lengkapi dengan gambar!
2. Hitunglah fluks listrik pada suatu bidang berukuran 15x20 cm, kuat medan listrik
homogen sebesar 150 N/C jika arahnya tegak lurus bidang dan membentuk sudut300
terhadap bidang!
3. Sebuah bola konduktor berongga bermuatan -50 memiliki diameter 12 cm.
berapakah kuat medan listrik pada jarak:
a. Titik A, 3 cm dari pusat bola
b. Titik B, 6 cm dari pusat bola
c. Titik C, 9 cm dari pisat bola
Penyelesaian:
1. Diketahui: QA= 9 = 9x10-6
C QB= 16 = 16x10-6
C
-------- Evaluasi --------
E
= E. A atau =
-------- Rangkuman ------
--

12. DIAN ESTI ROSIANA 12 | M e d a n L i s t r i k
r = 14 cm
Ditanya : a. Letak C ? (E=0)
b. F pada q= 2 di titik
C?
Jawab:
a. Letak titik C yang E=0
EA = EB
=
×
( )
=
×
( )
( )
= ( )
3 (14 - x) = 4x
x= 6 cm
Jadi berjarak 6 cm dari QA
atau 8 cm dari QB.
b. Karena dititik C, Ec= 0 maka
F = q . Ec = 2 × 10 .0 = 0 N
2. Diketahui: A= (20 cm x 15 cm)
=300 cm2
= 3x10-2
m
E= 150 N/C
Ditanya : tegak lurus bidang?
dengan = 300
?
Jawab:
a. E = E. A cos
E = 150. 3x10-2
cos 90 = 0
b. E = E. A cos
E = 150. 3x10-2
cos 30
= 45x10-1
. √3
= 2,25 √3 garis gaya
3. Kuat medan listrik bola konduktor berongga:
Diketahui : q = - 50 = -50x10-6
C
D = 12 cm, r =½D= 6 cm = 6x10-2
m
k = 9 x 10 9
Nm2
/C2
Ditanya : a. E pada 3 cm?
b. E pada 6 cm?
c. E pada 9 cm?
Jawab:
a. Titik A terletak dalam bola sehingga sesuai persamaan E=0.
b. Titik B terletak tepat dipermukaan bola:
EB =
= 9 x 10 9 ×
( )
= -12,5 10 N/C
Tanda negatif menyatakan arah kuat medan listrik adalah radial ke dalam.
c. Titik B terletak di luar dipermukaan bola:
Ec =
= 9 x 10 9 ×
( )
= -5,6 10 N/C
Tanda negatif menyatakan arah kuat medan listrik adalah radial ke dalam.

13. DIAN ESTI ROSIANA 13 | M e d a n L i s t r i k
SUMBER:
 Lee, Elijah and Barbato, Lyle . 2010. Point Charge Electric Field and Potential 2D
Model. http://www.opensourcephysics.org/items/detail.cfm?ID=9412
 Budi, Setioko, Aziz. 2013. http://www.fisika-genggam.com/materi/materi-medan-
listrik6.html
 Gallo, Michael F. 2008. https://phet.colorado.edu/sims/charges-and-
fields/charges-and-fields_in.html
 Budiyanto, Joko. 2008. Untuk SMA/MA Kelas XII . Jakarta: Pusat
Perbukuan,Departemen Pendidikan Nasional (BSE)
 Cari. 2009. Belajar Aktif Fisika : Untuk SMA & MA Kelas XII. Jakarta: Pusat
Perbukuan,Departemen Pendidikan Nasional (BSE)
 Drajat. 2009. Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan,Departemen
Pendidikan Nasional (BSE)
 Handayani, Sri. 2009. Fisika 3 : Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat
Perbukuan,Departemen Pendidikan Nasional (BSE)
 Indrajit, Dudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Fisika 3 :untuk Kelas XII Sekolah
Menengah Atas /Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat
Perbukuan,Departemen Pendidikan Nasional (BSE)
 Suharyanto. 2009. Fisika : Untuk SMA dan MA Kelas XII. Jakarta: Pusat
Perbukuan,Departemen Pendidikan Nasional (BSE)