Laporan Praktikum Unit 2.docx

: 5 – Rabu A

Nama : TRIANANDA PUTRI

Kelompok

NIM

Hari/Tanggal : Rabu, 13 Maret 2019

: 17/413529/TK/45969

LAPORAN PRAKTIKUM MEDAN ELEKTROMAGNETIK UNIT II KUAT MEDAN LISTRIK A. ANALISIS Kuat medan listrik adalah gaya listrik per satuan muatan. Kuat medan listrik merupakan besaran vector yang memiliki nilai dan arah. Arah dari kuat medan istrik ditentukan dari jenis muatannya. Arah dari muatan positif ialah menjauhi sumber (source) dan arah dari muatan negative ialah menuju sumber (sink). Persamaan untuk mencari kuat medan listrik ialah :

𝐸=

𝐹 𝑄𝑢𝑗𝑖

=

Qsumber

𝒂 4πεoεrR22 𝒓𝟏

Pada percobaan ini menggunakan dua muatan titik Q1=3x10-9 C dan Q2= -3x10-9 C masing-masing berada pada koordinat Kartesian (-1,0,0) dan (1,0,0) di ruang hampa. Diinginkan melihat distribusi kuat medan listrik E pada bidang x-z pada daerah yang dibatasi oleh titik (-2,0,2), (-2,0,2), (2,0,-2), dan (2,0,2). 1. Percobaan 1 Dari hasil gambar eksekusi dapat dilihat bahwa muatan Q1 berupa muatan positif sehingga arah muatan tersebut menjauhi sumber atau source. Sedangkan muatan Q2 berupa muatan negative karena arah muatan menuju sumber atau sink. Di dekat inti muatan, panahnya panjang dan lebih besar, ini menandakan kuat medan di dekat inti besar. Tanda panah semakin kecil ketika menajuhi inti muatan. Hal ini membuktikan bahwa nilai intensitas kuat medan listrik berbanding terbalik dengan jarak. 2. Percobaan 2 Percobaan kali ini dilakukan dengan muatan q1 dibesarkan dua kali. Dari hasil gambar eksekusi dapat dilihat bahwa, panah yang di deakt ini semakin tebal. Hal ini menandakan nilai itensitas medan listrik semain besar. Karena nilai medan listrik sbanding dengan nial muatan. Begitu pula ketika muatan Q1 diperbesar 3 kali. Nilai kuat medan listriknya semakin besar karena nilai muatan bertambah. 3. Percobaan 3 Percobaan berikutnya ialah jika daerah sekarang diubah di bahan dielektrik dengan permittivitas relatif 2,1. Dari hasil gambar eksekusi dapat dilihat bahwa nilai intensitas medan listrik menjadi lebih kecil. Hal ini bias dibandingkan dengan hasil percobaan pertama. Nilai permitivitas relative berbanding terbalik dengan nilai kuat medan listrik. Ketika nilai permitivitas relative dikali 2,1 nilai kuat medannya mejadi lebih kecil. Ketika nilai permitivitas relative diperbesar menjadi 4.2, nilai kuat medan listrik menjadi lebih kecil. Berdasarkan persamaan diatas, dapat disimpulkan bahwa nilai kuat medan listrik berbanding terbalik dengan nilai permitivitas relative.

4. Percobaan 4 Berdasarkan perhitungan software nilai Ex dan Ez pada titik (0,0,1) dapat diketahui pada Ex nilainya 4.5457 N/C. dan pada Ez nilainya 0 N/C. Berdasarkan perhitungan manual nilai Ex dan Ez pada titik (0,0,1) dapat dicari : Pada Q1 :

𝑅1 = (0−(−1))ax + (0−0)ay + (1−0)az 𝑅1 = ax+ az |𝑅1|= √1 + 1 = √2 1 ar1= (ax+ az) √2

E=

Q1 2

4πεoεrR1

𝒂𝒓𝟏

9

−9

.3.10 = 9.10 4,2 . √2

2

1 √2

(ax+ az)

E = 2,27284 (ax+ az) 𝐸/𝐸 Pada Q2 :

𝑅1 = (0−1)ax + (0−0)ay + (1−0)az 𝑅1 = -ax+ az |𝑅1|= √−12 + 1 = √2 1 ar1= (-ax+ az) √2

E=

Q2 2

4πεoεrR2

𝒂𝒓𝟏

9

−9

= 9.104,2.−3.10 . √2 2

1 √2

(-ax+ az)

E = -2,27284 (-ax+ az) 𝐸/𝐸 Sehingga resultan medan listriknya ialah :

Etotal = 2,27284 (ax+ az) + -2,27284 (-ax+ az) Etotal = 4,54568 ax N/C Dari perhitungan diatas terlihat medan total yang terjadi hanya terdapat di sumbu x dan sumbu z tidak ada medan. Hasil perhitungan dapat dilihat sama dengan hasil perhitungan software yaitu 4,565 ax N/C.

5. Percobaan 5 Percobaan ini dilakukan dengan penambahan muatan F sebesar terlihat intensitas medan listrik antara ketiga muatan berbeda, dimana Q1 > F dan Q2 > F namun Q1 = Q2 (kuat medan listriknya) hanya saja berlawanan arah. Adapun untuk nilai Ex dan Ez serta kuat medan total pada titik (0,0,1) ialah 38.1383 ax – 23.5919 az 𝐸/𝐸. Berdasarkan perhitungan manual : Unruk Q1 :

𝑅1 = (0−(-1))ax + (0−0)ay + (1−0)az 𝑅1 = -ax+ az |𝑅1|= √12 + 12 = √2 1 ar1= (ax+ az) √2

E=

Q2 2

4πεoεrR2

𝒂𝒓𝟏

9

−9

= 9.101 . .3.10 √2 2

1 √2

(-ax+ az)

E = 9,5459 (ax+ az) 𝐸/𝐸 Untuk Q2:

𝑅1 = (0−1)ax + (0−0)ay + (1−0)az 𝑅1 = -ax+ az |𝑅1|= √−12 + 12 = √2 1 ar1= (-ax+ az) √2

E=

Q2 2

4πεoεrR2

𝒂𝒓𝟏

9

−9

= 9.101 ..−3.10 √2 2

1 √2

(-ax+ az)

E = 9,5459 (-ax+ az) 𝐸/𝐸 Untuk Q3 :

𝑅3 = (0−0)ax + (0−0)ay + (0−0)az 𝑅3 = 0 |𝑅3|= √0 = 0 ar3= ∞ E=

Q2 2

4πεoεrR2

𝒂𝒓𝟑

9

−9

= 9.101 ..2.10 0 2

0

E = ∞ 𝐸/𝐸

Sehingga resultan medan listriknya ialah : Etotal = 9,5459 (ax+ az) + 9,5459 (-ax+ az) + ∞ Etotal = ∞ Terlihat pada hasil pengujian matlab hasilnya adalah hampir sama yaitu n/a N/C. Hal ini terjadi karena pada muatan Q3 tidak memiliki vektor jarak, sehingga medan listriknya tak hingga (10=∞), sehingga berapapun medan dari muatan lain jika ditambah dengan medan tak hingga (dari muatan Q3) maka medan totalnya pun menjadi tak hingga pula.