Dokumen tersebut membahas tentang medan listrik dan kuat medan listrik. Terdapat penjelasan mengenai hukum Coulomb, garis medan listrik, arah vektor medan listrik, flux listrik, dan hukum Gauss beserta penerapannya untuk menghitung kuat medan listrik di sekitar bola dan pelat bermuatan.

1. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Medan Listrik
• Hukum Coulomb
• Medan Listrik
• Kuat Medan Listrik
• Garis Medan Listrik
• Menghitung Kuat Medan Listrik

2. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan Listrik
Medan Listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan
listrik, yang masih dipengaruhi gaya Coulomb dari benda
tersebut. Tentunya pengaruh ini hanya dirasakan oleh benda
yang juga bermuatan listrik.Besarnya pengaruh gaya coulomb untuk setiap satu satuan
muatan positif disebut kuat medan listrik. Kuat medan listrik
diberi simbol besaran E, dan satuannya newton/coulomb
(N/C).Jadi secara matematis:
2
2
r
Q
k
q
r
Qq
k
q
F
E




3. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Garis Medan Listrik
Medan Listrik adalah tidak dapat dilihat, tetapi pengaruhnya
benar-benar ada. Hal ini mirip dengan pengaruh oleh magnet,
yang nanti akan dibahas tersendiri. Untuk menggambarkan
keberadaan medan listrik ini, dilukiskan dengan garis-garis
berarah yang di namakan garis medan liustrik.
Sifat Garis Medan Listrik:
1. Berasal dari muatan positif
dan berakhir di muatan
negatif.
2. Tidak saling berpotongan.

4. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Arah Vektor Medan Listrik
Seperti halnya gaya elektrostatis (gaya coulomb), kuat medan
listrik juga merupakan besaran vektor. Sehingga arah medan
listrik sangat ditentukan oleh sumber medan listrik tersebut.
Garis medan oleh muatan
negatif
Garis medan oleh muatan
positif

5. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan Listrik
• Hukum Coulomb
• Medan Listrik
• Menghitung Kuat Medan Listrik
• Flux Listrik
• Hukum Gauss
• Kuat Medan Listrik di Sekitar Bola Bermuatan
• Kuat Medan Listrik di Sekitar Pelat Bermuatan
• Kuat Medan Listrik di antara Dua Pelat Sejajar
• Energi Potensial Listrik
• Kapasitor
• Rangkaian Kapasitor
• Energi Kapasitor

6. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Flux Listrik
Flux Listrik () adalah jumlah garis medan
listrik yang menembus suatu luasan secara
tegak lurus.
Flux Listrik () adalah adalah besaran
skalar, padahal kuat medan (E) dan luasan
(A) adalah vektor.
Jadi flux listrik () diperoleh dengan cara
perkalian titik (dot product) antara E dan A.


cosEA
A.E
E
A

E
A
N
Satuan  adalah N C-1 m2  disebut weber
(Wb)

7. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
0
90

 o
cosEA
Jika E sejajar A, maka  = 90o. Sehingga :
Jika E tegak lurusr A, maka  = 0o.
Sehingga :
EA
cosEA o

 0
 E
A
N

E
A
N

8. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Dari konsep jumlah garis
medan tersebut Gauss
mengemukakan teori sbb:
Hukum Gauss
“Jumlah garis-garis medan
listrik yang menembus suatu
permukaan tertutup,
sebanding dengan jumlah
muatan listrik yang dilingkupi
permukaan tersebut.”
Secara matematis dituliskan:
0
q

 
Jika persamaan ini dijabarkan akan diperoleh:
+Q

Permukaan Gauss
normal
E

9. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Hukum Gauss 0
0
2
0
2
0
2
0
2
cos 0 (menembus permukaan secara tegak lurus)
cos 1
1
4 (luas bola)
1
E
4
1
4
oq
EA
q
EA
q
E A r
A
q
r
q
E
r
q
k
r
 





 

  
  
  



Yang tidak lain adalah persamaan kuat medan listrik.
Dengan persamaan ini, kita dapat menentukan kuat medan
listrik di dalam benda berbentuk bola atau benda berbentuk
pelat sejajar.

10. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan Listrik di Sekitar Bola Bermuatan
Jika bola berongga dimuati,
maka muatan listrik
tersebut akan tersebar
merata di permukaan bola.
Jadi tidak ada muatan di
dalam bola. Hal ini karena
muatan sejenis berusaha
saling menjauh (tolak-
menolak) satu sama lain,
sehingga muatan berada
sejauh-jauhnya satu dgn yg
lain, yaitu di permukaan
bola.
+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
R
r<R
r>R

11. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan di dalam Bola.
Karena tidak ada muatan di
dalam bola (q = 0), maka:
0
0
0
0






q
A
q
E
q
EA
+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
R
r<R
r>R
Jadi kuat medan (E) di
dalam bola berongga
adalah NOL.

12. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan di
permukaan Bola.
2
2
0
2
0
0
0
4
1
4
1
R
q
k
R
q
R
q
Rr
A
q
E
q
EA










Muatan tersebar di
permukaan bola, jadi q ≠ 0
+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
R
r<R
r>R
Jadi kuat medan (E) di permukaan bola
berjari-jari R adalah
2
R
Q
kE

13. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan di luar
Bola. Untuk titik di luar bola, bisa
dianggap menghitung E
terhadap muatan sejauh r > R.
2
2
0
0
0
4
1
r
q
k
r
q
Rr
A
q
E
q
EA







+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
R
r<R
r>R
Jadi kuat medan (E) di luar bola pada
jarak r dari pusat bola adalah
2
r
Q
kE

14. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
rR
E
Kurva Medan Listrik pd Bola
Konduktor Bermuatan
ER
Di dalam Bola
Di luar Bola
Di Permukaan Bola
Kurva Kuat Medan Bola Bermuatan
Pada Bola konduktor
bermuatan, kuat medan di
dalam bola adalah nol
(sesuai dgn Hk Gauss,
didalam bola tidak ada
muatan)
Kuat Medan paling besar
terdapat di permukaan bola.
Di Luar Bola, kuat medannya
mengecil secara kuadratis.
0

15. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan
Untuk Pelat
Bermuatan, dengan
kerapatan muatan
, dimana  = q/A,
sesuai dengan hukum
Gauss:
0

q
EA
E
+
E

16. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan
0
0
q
EA
q EA
e
e
=
=
Untuk setiap sisi, q
adalah :
Uuntuk kedua sisi
adalah :
0
2q EAe=
E
+
E

17. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan
0
0
2
2





E
A
q
E
Jadi kuat medan di
sekitar sebuah
pelat yg bermuatan
adalah
Dimana :
A
q
 Adalah kerapatan muatan (C m-2)
E
+
E

18. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kuat Medan di Antara Pelat Bermuatan
Kuat medan E dan E di
antara pelat saling
memperkuat, karena arahnya
sama.
Dan kuat medan di luar pelat
sama dengan nol, karena
saling menghilangkan.
0
0
2
2
E
E




 
  
 

+ - 
- E+E
Saling menguatkan
(arahnya sama)
Saling menghilangkan
(arahnya berlawanan)

19. FISIKA SMA
Awal Mundur Kembali Maju Akhir
Kurva Kuat Medan Pada Pelat
Bermuatan
rd
E
Kuat Medan Pada Keping Sejajar
Ed
Di Antara Keping
Di permukaan Keping
Di Luar Keping
Kuat Medan Listrik di antara
kedua keping adalah homogen,
jadi kuat medannya sama di
mana-mana.
Kuat Medan Listrik di luar
keping adalah nol, karena
medan listrik dari keping 1
saling mediadakan dengan
medan listrik dari keping 2.
Kuat Medan Listrik di
permukaan keping sama
dengan di dalam keping.
0
Latihan