02 Elektrostatik Gauss

khbasar2011

FI 1201

Elektrostatik Fluks Listrik dan Hukum Gauss

khbasar2011

Fluks Listrik

khbasar2011

Fluks Listrik

khbasar2011

Fluks Listrik

khbasar2011

Fluks Listrik

khbasar2011

Hukum Gauss

khbasar2011

Hukum Gauss

khbasar2011

Hukum Gauss

khbasar2011

Hukum Gauss

khbasar2011

Hukum Gauss

khbasar2011

Konduktor dan Isolator

khbasar2011

Konduktor dan Isolator

khbasar2011

Contoh(#1)

E konstan dengan arah sejajar sumbu x positif.

Tentukan fluks listrik total pada permukaan kubus!

khbasar2011

Contoh(#1)

Karena E sejajar dengan 4 permukaan kubus (?), maka fluks listrik pada ke4 permukaan tersebut sama dengan nol. Medan listrik hanya menembus permukaan yang sejajar dengan bidang yz, yaitu permukaan 1 dan 2

khbasar2011

Contoh(#1)

Permukaan 1:

Permukaan 2:

khbasar2011

Contoh(#1)

Total fluks listrik pada permukaan kubus tersebut:

khbasar2011

Contoh (#2)

Bola isolator berjejari a dan bermuatan total Q. Rapat muatan homogen

Tentukan medan listrik di dalam dan di luar bola!

khbasar2011

Contoh(#2)

Sistem mempunyai kesimetrian, dapat dengan mudah

menggunakan hukum Gauss untuk menentukan medan

listrik.

Simetri bola (titik)

Dapat digunakan permukaan Gauss dengan bentuk yang

memiliki simetri bola, yaitu permukaan bola.

khbasar2011

Contoh (#2)

khbasar2011

Contoh (#2)

Medan listrik di dalam bola (r < a):

• Buat permukaan gauss berbentuk permukaan bola

dengan jari-jari r < a

• Hitung ruas kiri hukum Gauss

• Hitung ruas kanan hukum Gauss

khbasar2011

Contoh (#2)

Jadi

Diperoleh (untuk r < a)

Medan di

dalam bola

khbasar2011

Contoh (#2)

Medan listrik di dalam bola (r > a):

• Buat permukaan gauss berbentuk permukaan bola

dengan jari-jari r > a

• Hitung ruas kiri hukum Gauss

• Hitung ruas kanan hukum Gauss

qin = Q

Seluruh

muatan

tercakup

dalam

permukaan

Gauss

khbasar2011

Contoh (#2)

Jadi untuk r > a diperoleh

Bagaimana dengan arah medan listrik????

khbasar2011

Contoh (#2)

Plot medan

listrik sebagai

fungsi dari

jarak radial

khbasar2011

Contoh (#3)

Medan listrik di dalam dan di luar kulit bola bermuatan ??

khbasar2011

Contoh (#4)

Batang panjang bermuatan

(rapat muatan homogen)

Permukaan Gauss

berbentuk silinder

khbasar2011

Contoh (#4)

khbasar2011

Contoh (#5)

Permukaan datar bermuatan

dengan rapat muatan

homogen

khbasar2011

Contoh (#5)

Arah??

khbasar2011

Contoh (#6)

Bola konduktor berjejari a

dengan muatan total 2Q disusun

konsentrik dengan kulit

konduktor tebal bermuatan (jari-

jari dalam b dan jari-jari luar c)

bermuatan total Q

khbasar2011

Contoh (#6)

Untuk r < a medan listrik sama dengan nol (karena konduktor,

muatan terdistribusi di permukaan)

Untuk a < r < b permukaan gauss melingkupi muatan

sebesar 2Q

khbasar2011

Contoh (#6)

Untuk b < r < c, E juga nol karena di dalam konduktor !!

Muatan induksi ???

Untuk r > c, muatan total yang dilingkupi permukaan gauss

adalah Q (???)

khbasar2011

Contoh (#6)

Plot medan listrik

khbasar2011

Informasi tambahan