Contoh fluks elektrik

4 Contoh Masalah Fluks Elektrik

1. Medan elektrik 8000 N/C berserenjang dengan permukaan segi empat sama dengan luas permukaan 10 m²Tentukan fluks elektrik yang melalui permukaan segi empat sama itu!
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Medan elektrik (E) = 8000 N/C
Luas permukaan (A) = 10 m²
θ = 0^o (garis medan elektrik bertepatan dengan garis normal)
Ditanya: Fluks elektrik (Φ)
Jawapan:

Formula fluks elektrik:

Φ = EA cos θ
Penerangan: Φ = fluks elektrik (Nm)²/C), E = medan elektrik (N/C), A = luas permukaan (m²), θ = sudut antara garis medan elektrik dan garis normal (garis yang berserenjang dengan permukaan).

Magnitud fluks elektrik:

Φ = EA cos θ = (8000)(10)(cos 0) = (8000)(10)(1) = 80.000 = 8 x 10 ⁴ Nm ² /C

2. Medan elektrik 5000 N/C melalui permukaan segi empat sama dan membentuk sudut 60^o kepada garis normal. Luas permukaan segi empat sama itu ialah 2 m²Tentukan fluks elektrik yang melalui permukaan segi empat sama itu!
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Medan elektrik (E) = 5000 N/C
Luas permukaan (A) = 2 m²
θ = 60^o
Ditanya: Fluks elektrik (Φ)
Jawapan:
Fluks elektrik:
Φ = EA cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 10³ Nm²/C

3. Medan elektrik 4000 N/C melalui permukaan sebuah bongkah seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Bongkah itu berukuran 2 meter panjang, 1 meter lebar, dan 1 meter tinggi. Tentukan fluks elektrik yang melalui bongkah itu!
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Medan elektrik (E) = 5000 N/C
Luas permukaan (A) = 2 m²
Ditanya: Fluks elektrik (Φ)
Jawapan:

Fluks elektrik melalui blok

Berdasarkan gambar, garis medan elektrik berwarna merah adalah serenjang dengan permukaan bongkah supaya ia bertepatan dengan garis normal (membentuk sudut 0 ^° ), manakala garis medan elektrik yang lain adalah selari dengan permukaan supaya ia serenjang dengan garis normal (membentuk sudut 90 ^° ).

Garisan medan elektrik merah memasuki blok tetapi bergerak keluar daripadanya. Apabila garisan medan elektrik bergerak ke dalam blok, seolah-olah terdapat cas negatif di dalam blok, jadi fluks elektrik adalah negatif. Sebaliknya, apabila garisan medan elektrik bergerak keluar dari blok, seolah-olah terdapat cas positif di dalam blok, jadi fluks elektrik adalah positif. Garisan medan elektrik yang memasuki blok adalah sama dengan garisan medan elektrik yang meninggalkan blok, jadi fluks elektrik yang terhasil adalah sifar.

4. Sebuah bola mempunyai jejari 0,5 meter dan di pusat bola terdapat cas elektrik sebanyak 10 μC. Tentukan fluks elektrik yang melalui bola itu!
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Jejari bola (r) = 0,5 meter
Cas elektrik (Q) = 10 μC = 10 x 10^-6 C
Ditanya: Fluks elektrik (Φ)
Jawapan:

Medan elektrik:

E = kq/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 sfera:

A = 4 π r ² = 4 (3,14)(0,5) ² = (12,56)(0,25) = 3,14 m ²

Fluks elektrik:

Garis medan elektrik berserenjang dengan permukaan dan bertepatan dengan garis normal supaya sudut yang terbentuk ialah 0^o.
Φ = EA cos θ
Φ = (3,60 x 10⁵)(3,14)(kos 0)
Φ = (11,304 x 10⁵)(1)
Φ = 11,304 x 10⁵
Φ = 1,13 x 10⁶ Nm²/C