FLUKS LISTRIK DAN HUKUM GAUSS

FLUKS LISTRIK DAN HUKUM GAUSS

o    Fluks Listrik ɸ yang kita ketahui secara singkatnya adalah Medan listrik yang melalui sebuah permukaan tertutup. Sedangkan Muatan yang terjadi diluar permukaan tertutup tidak berpengaruh pada fluks listrik.

o    Arah Fluks listrik yang berlaku adalah tergantung pada tanda muatan netto.

o    Untuk menghitung fluks listrik ɸ dalam keadaan menembus bidang tegak lurus dapat didefinisikan dengan Pernyataan 1 :

1.      [ɸE = E.A]                

dengan:

Φ = fluks listrik (N m²/C)

E = medan listrik

A = luasan (m² )

Sedangkan pernyataan 2 dalam keadaan yag berlainan (Tidak dalam keadaan menembus bidang tegak lurus) dapat dinyatakan dengan pernyataan sebagai berikut:

2.      [ɸE = E.A Cos sudut ɵ]

Dengan θ adalah sudut antara arah E dan arah normal bidang n. Arah normal bidang adalah arah yang tegaklurus terhadap bidang, lihat gambar dibawah:
 

(a)                                   (b)                                                    (c)

(a) Garis-garis medan  medan antara listrik menembus bidang,

(b) Garis-garis medan listrik   menembus bidang dengan sudut  θ,

(c)  θ adalah sudut antara arah medan listrik dan arah normal bidang n.

      Jadi dalam konteks kejadian seperti simulasi diatas,maka muncul yang namanya pernyataan Hukum Gauss, yang mana ada pernyataan untuk menghitung fluks listrik dalam keadaan menembus bidang lurus dan dalam keadaan tidak menembus bidang lurus, sebagaimana dengan pernyataan diatas.

Jadi, Fluks listrik F_E adalah ukuran aliran medan listrik yang melalui sebuah permukaan tertutup.

karena medan listrik ini berbanding lurus dengan jumlah garis gaya per luas satuan, maka fluks ini akan berbanding lurus dengan jumlah garis gaya medan yang melewati luasan tersebut.

maka : 

Φ = E .n A = E A cos θ = E_n A

dengan:

E_n = E . n adalah komponen dari vektor medan listrik yang tidak tegak lurus, atau normal terhadap permukaan tersebut.

Ada beberapa Contoh soal :

1.             Hitunglah fluks listrik yang melewati permukaan bola dengan jari-jari 1,0 m dan membawa muatan +1,0 μC di pusatnya.

2.              Fluks listrik melalui sebuah bola Sebuah muatan titik positif q = 3,0 μC dikelilingi oleh sebuah bola dengan jari-jari 0,20 m yang berpusat pada muatan itu. Carilah fluks listrik yang melalui bola yang ditimbulkan muatan itu


 

Diketahui :   r  = 0,20 m;

                     q = 3,0 μC

Ditanya:     F_E =  ?

Jawab      : Besar E pada setiap titik adalah

Fluks total yang keluar dari bola itu adalah: