Garis-garis medan listrik

Medan listrik merupakan sesuatu yang ditimbulkan oleh muatan listrik dan mempengaruhi ruang di sekitar muatan listrik tersebut, di mana pengaruh medan listrik hanya dirasakan oleh muatan listrik lainnya. Ketika muatan listrik lain berada dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh suatu muatan listrik maka muatan listrik lain merasakan pengaruh berupa gaya listrik.

Pengertian medan listrik di atas, sebagaimana telah dijelaskan pada tulisan tentang medan listrik, dapat dipahami dengan pikiran tetapi juga hanya dapat dibayangkan dalam pikiran. Untuk memvisualisasikan medan listrik maka dihadirkan garis-garis medan listrik. Garis-garis medan listrik adalah sekumpulan garis yang digambarkan di sekitar suatu muatan listrik untuk menunjukkan keberadaan medan listrik. Karena bertujuan menunjukan keberadaan medan listrik maka ada keterkaitan antara garis-garis tersebut dengan medan listrik. Dengan kata lain, besar dan arah medan listrik dapat dijelaskan melalui gambar garis-garis medan listrik.

Berikut ini keterkaitan antara arah dan kuat medan listrik dengan garis-garis medan listrik :

Garis-garis medan listrikPertama, arah medan listrik menjauhi muatan positif dan mendekati muatan negatif. Dengan demikian, arah garis-garis medan listrik juga menjauhi muatan positif dan mendekati muatan negatif. Apabila muatan positif berdekatan dengan muatan negatif maka garis-garis medan listrik digambarkan keluar dari muatan positif menuju muatan negatif. Sebaliknya apabila muatan positif berdekatan dengan muatan positif, garis-garis medan listrik digambarkan keluar dari masing-masing muatan positif dan saling menjauhi.

Kedua, kuat medan listrik diwakili oleh jarak antara garis-garis medan listrik. Semakin dekat jarak antara garis-garis medan listrik, semakin besar kuat medan listrik dan semakin jauh jarak antara garis-garis medan listrik, semakin kecil kuat medan listrik.

Mengapa semakin dekat jarak antara garis, semakin besar kuat medan listrik ? Untuk memahami hal ini, cermati penjelasan berikut. Andaikan suatu muatan positif berada pada pusat bola dan garis-garis medan listrik menyebar keluar ke berbagai arah menembus permukaan bola. Apabila jumlah garis medan listrik adalah N dan luas permukaan bola adalah 4πr2 maka jumlah garis per satuan luas atau kerapatan garis adalah N/4πr2. Berdasarkan rumus ini, untuk N yang sama, bila r semakin kecil maka jarak antara garis semakin dekat dan jika r semakin besar maka jarak antara garis semakin jauh. Rumus kuat medan listrik E = kq/r2 juga menunjukan bahwa kuat medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika r semakin kecil maka kuat medan listrik semakin besar dan bila r semakin besar maka kuat medan listrik semakin kecil.
Berdasarkan ulasan di atas dapat disimpulkan bahwa jika r semakin kecil (semakin dekat dengan muatan) maka kuat medan listrik semakin besar dan jarak antara garis juga semakin dekat. Sebaliknya bila r semakin besar (semakin jauh dari muatan) maka kuat medan listrik semakin kecil dan jarak antara garis juga semakin jauh.

Ketiga, jumlah garis medan listrik sebanding dengan kuat medan listrik. Semakin banyak garis medan listrik, semakin besar kuat medan listrik. Semakin sedikit garis medan listrik, semakin kecil kuat medan listrik.

Contoh soal

1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.28

Dari gambar muatan berikut, yang menunjukkan garis-garis gaya pada dua muatan saling berdekatan adalah…
Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 1Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 2Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 3Pembahasan

Garis medan listrik atau garis gaya listrik digambarkan keluar dari muatan positif menuju muatan negatif. Jika terdapat muatan positif dan negatif didekatkan maka garis gaya listrik tampak seperti pada jawaban A.
Jawaban yang benar adalah A.

2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.28

Dua muatan listrik didekatkan satu sama lain dalam satu garis hubung sehingga akan menghasilkan garis-garis gaya listrik. Gambar yang benar adalah…
Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 4Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 5Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 6Pembahasan
Jawaban yang benar adalah D.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.28
Garis-garis gaya yang benar antara dua muatan adalah…
Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 7Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 8Garis gaya listrik (garis medan listrik) - Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 9
Pembahasan
Jawaban yang benar adalah D.

 

close

Daftar untuk dapat ebook fisika

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.