Contoh soal fluks listrik

4 Contoh Soal Fluks Listrik

1. Medan listrik sebesar 8000 N/C tegak lurus melewati permukaan persegi yang mempunyai luas permukaan 10 m². Tentukan fluks listrik yang melalui permukaan persegi!
Pembahasan
Diketahui :
Medan listrik (E) = 8000 N/C
Luas permukaan (A) = 10 m²
θ = 0^o (garis medan listrik berhimpit dengan garis normal)
Ditanya : Fluks listrik (Φ)
Jawab :

Rumus fluks listrik :

Φ = E A cos θ
Keterangan : Φ = fluks listrik (Nm²/C), E = medan listrik (N/C), A = luas permukaan (m²), θ = sudut antara garis medan listrik dan garis normal (garis yang tegak lurus permukaan).

Besar fluks listrik :

Φ = E A cos θ = (8000)(10)(cos 0) = (8000)(10)(1) = 80.000 = 8 x 10⁴ Nm²/C

2. Medan listrik sebesar 5000 N/C melewati permukaan persegi dan membentuk sudut 60^o terhadap garis normal. Luas permukaan persegi adalah 2 m². Tentukan fluks listrik yang melalui permukaan persegi!
Pembahasan
Diketahui :
Medan listrik (E) = 5000 N/C
Luas permukaan (A) = 2 m²
θ = 60^o
Ditanya : Fluks listrik (Φ)
Jawab :
Fluks listrik :
Φ = E A cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 10³ Nm²/C

3. Medan listrik sebesar 4000 N/C melewati permukaan balok seperti pada gambar di bawah. Panjang balok 2 meter, lebar balok 1 meter, tinggi balok 1 meter. Tentukan fluks listrik yang melalui balok!
Pembahasan
Diketahui :
Medan listrik (E) = 5000 N/C
Luas permukaan (A) = 2 m²
Ditanya : Fluks listrik (Φ)
Jawab :

Fluks listrik yang melalui balok

Berdasarkan gambar, garis-garis medan listrik yang diberi warna merah tegak lurus dengan permukaan balok sehingga berhimpit dengan garis normal (membentuk sudut 0^o), sedangkan garis-garis medan listrik yang lain sejajar dengan permukaan sehingga tegak lurus dengan garis normal (membentuk sudut 90^o).

Garis-garis medan listrik berwarna merah masuk ke dalam balok tetapi bergerak keluar dari balok. Ketika garis-garis medan listrik bergerak masuk ke balok seolah-olah terdapat muatan negatif di dalam balok sehingga fluks listrik bernilai negatif. Sebaliknya ketika garis-garis medan listrik bergerak ke luar dari balok seolah-olah terdapat muatan positif di dalam balok sehingga fluks listrik bernilai positif. Garis medan listrik yang masuk ke balok sama dengan garis medan listrik yang keluar dari balok sehingga resultan fluks listrik bernilai nol.

4. Sebuah bola berjari-jari 0,5 meter dan di pusat bola terdapat muatan listrik 10 μC. Tentukan fluks listrik yang melalui bola!
Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari bola (r) = 0,5 meter
Muatan listrik (Q) = 10 μC = 10 x 10^-6 C
Ditanya : Fluks listrik (Φ)
Jawab :

Medan listrik :

E = k q/r²
E = (9 x 10⁹ Nm²/C²)(10 x 10^-6 C) / 0,5²
E = (90 x 10³) / 0,25
E = 360 x 10³
E = 3,60 x 10⁵ N/C

Luas permukaan bola :

A = 4 π r² = 4 (3,14)(0,5)² = (12,56)(0,25) = 3,14 m²

Fluks listrik :

Garis medan listrik tegak lurus dengan permukaan dan berhimpit dengan garis normal sehingga sudut yang terbentuk 0^o.
Φ = E A cos θ
Φ = (3,60 x 10⁵)(3,14)(cos 0)
Φ = (11,304 x 10⁵)(1)
Φ = 11,304 x 10⁵
Φ = 1,13 x 10⁶ Nm²/C