Medan Listrik 2

MEDAN LISTRIK 2

MEDAN LISTRIK KARENA DIPOL LISTRIK 



 

Dua partikel bermuatan sama besar q, + dan terpisah dg jarak d medan listrik krn dipol pd P yg berjarak z dr titik tengah dipol pd axis melalui partikel tsb ad E (+) & E (-) Titik P berjarak r(+) dan r() dr msg2 muatan  sb z Arah momen dipol p pd titik P yaitu dr muatan – ke +



Besarnya E medan listrik total di titik P krn dipol



Stlh disusun ulang, didpt







Jk z >>>d, mk (d/2z) <<1, dpt diabaikan

qd yg merupakan 2 sifat instrinsik q dan d dipol ad. besar p kuantitas vektor  momen dipol listrik (p) Satuan p  (coulomb meter)



maka



Arah p ad. dari – ke ujung + dipol Dr pers di atas, jk medan listrik dipol diukur pd jarak tertentu mk hanya akan didpt produknya (p=qd), bkn q dan d scr terpisah



  

 

Medan pd jarak tertentu tdk berubah jk q=2x, d=setengah Besar E bervariasi sbg 1/r3; r jarak an. ttk yg dtinjau dg pusat dipol Arah medan listrik E utk titik jarak pd axis dipol ad selalu arah vektor momen dipol p; baik utk titik yg berada di atas atau dibwh axis dipol Jk jarak ttk dr dipol 2x,mk medan listrik turun 8x Medan listrik dipol berkurang lbh byk thd jarak drpd medan listrik muatan tunggal disebabkan muatan dipol sama tp blawanan; saling menghilangkan

SEBUAH MUATAN TITIK DI DLM MEDAN LISTRIK 





Apa yg tjd pd partikel bermuatan jk berada dlm medan listrik yg disebabkab oleh muatan lain yg diam atau bergerak pelan? Gaya listrik akan bekerja pd partikel, yaitu: F=qE q : muatan partikel (+/-) E: medan listrik (eksternal) yg dihasilkan oleh muatan lain pd lokasi partikel). Partikel/benda bmuatan tidak dipengaruhi oleh medan listrik mereka sendiri

Sebuah dipol pd medan listrik   







Dipol ditempatkan pd medan listrik external seragam Arah p (momen dipol listrik) dr ujung – ke + Behaviour dipol : E & p Dipol  struktur kaku dg 2 pusat bermuatan q sama besar tp berlawanan tanda dan berjarak d. Dipol dpt dianggap vektor p yg besarnya p dg arah dr muatan – ke + momen dipol membentuk sudut  thd medan E

 







Gaya listrik bekerja pd ujung bermuatan dipol Krn medan listrik seragam, mk 2 gaya td yg sama besarnya tp berlawanan arah: F=qE Krn medan seragam, mk resultan gaya pd dipol nol, pusat massa tdk berubah Gaya pd ujung muatan mhasilkan total torque  pd pusat massa Jk pusat massa berjarak x pd grs pusat,mk besarnya momen kakas (torque):



Karena momen dipol,p=qd & F=qE mk



Arah p dan E



Torque yg bekerja pd dipol cenderung memutar momen dipol p agar searah medan listrik E mengurangi ; searah jarum jam

Energi potensial dipol listrik 



  

arah dipol pd medan listrik berhub. dg tenaga potensial dipol (U) Dipol memp.tenaga potensial 0 pd kondisi setimbang  momen dipol p searah dg medan E Potensial energi max jk p berlawan arah dg E Utk mengubah arah dipol perlu kerja dr luar Jk dipol berotasi dr i ke f mk kerja yg dilakukan thd dipol oleh medan listrik:



Energi potensial U pd sudut 



Uf dan Ui didpt dr: U= -p E Jk perub. arah disebabkan oleh torque (dr luar), mk kerja thd dipol (Wa) oleh torque ad. negative dr kerja dilakukan dipol thd medan



Contoh soal: 

Sebuah dipol listrik bermuatan q=1,0x10-6 C dan terpisah sejauh 2,0 cm.Dipol tsb ditempatkan dlm medan luar yg besarnya 1,0x105N/C a. Brp momen kakas max? b. Brp besar kerja yg dilakukan oleh pengaruh luar utk memutar ujung dipol dari =0 mjd ujung lainya?

Jawab contoh soal: a.

Torque max didapt pd =90o

= (1.0 x10-6 C)(0.02 m)(1.0x105 N/C)(sin 90o = 2.0 x 10-3 N.m b. Kerja yg dilakukan ad.selisih tenaga potensial antara 180o dan 0o

=(2) (1.0 x10-6 C)(0.02 m)(1.0x105 N/C) =4.0x10-3 J