2. ppt - hukum gauss
DESCRIPTION
hukum gaussTRANSCRIPT
• Muatan Listrik dan Medan Listrik
• Hukum Gauss
• Muatan Listrik dan Medan Listrik
• Hukum Gauss
• Potensial Listrik
• Kapasitansi dan Dielektrik
• Potensial Listrik
• Kapasitansi dan Dielektrik
• Arus Listrik, Resistansi dan Arus Searah
• Arus Listrik, Resistansi dan Arus Searah
• Medan Magnet
• Gaya Magnet
• Medan Magnet
• Gaya Magnet
• Sumber Medan Magnet
• Induksi Elektro-magnetik
• Sumber Medan Magnet
• Induksi Elektro-magnetik
• Induktansi
• Arus Bolak-Balik
• Induktansi
• Arus Bolak-Balik
� Muatan dan Fluks Listrik
� Menghitung Fluks Listrik
� Hukum Gauss
� Aplikasi Hukum Gauss
• Muatan Listrik dan Medan Listrik
• Hukum Gauss
• Muatan Listrik dan Medan Listrik
• Hukum Gauss
• Potensial Listrik
• Kapasitansi dan Dielektrik
• Potensial Listrik
• Kapasitansi dan Dielektrik
• Arus Listrik, Resistansi dan Arus Searah
• Arus Listrik, Resistansi dan Arus Searah
• Medan Magnet
• Gaya Magnet
• Medan Magnet
• Gaya Magnet
• Sumber Medan Magnet
• Induksi Elektro-magnetik
• Sumber Medan Magnet
• Induksi Elektro-magnetik
• Induktansi
• Arus Bolak-Balik
• Induktansi
• Arus Bolak-Balik
� Menentukan jumlah muatan didalam permukaan
tertutup dengan mengamati medan listrik pada
permukaan.
� Mendefinisikan dan menghitung fluks listrik.
� Menjelaskan konsep hukum Gauss yang
menghubungkan antara fluks listrik melalui
permukaan tertutup dengan muatan yang dilingkupi
oleh permukaan tersebut.
� Menggunakan hukum Gauss untuk menentukan
medan listrik akibat muatan terdisibusi simetrik.
� Menentukan tempat muatan pada konduktor
bermuatan
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Permukaan Terbuka Pakai aturan tangan kanan
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
E dan dA sejajar
E
dA
θ = sudut antara E dan dA
E
θ
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
Medan listrik seragam E = 2 kN/C pada arah x, tentukan fluks yang melewati bujursangkar bersisi 10 cm pada bidang yang sejajar dengan bidang yz
y
x
z
E
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Tentukan fluks yang melewati bujursangkar ini jika normal terhadap bidangnya membentuk sudut 30o
dengan sumbu x
y
x
z
E
30o
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Vektor Permukaan Tertutup•Muatan dan
Fluks Listrik•Muatan dan
Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
Permukaan terbuka Permukaan tertutup
� Fluks listrik dF = jumlah medan listrik E yang
menembus suatu permukaan luas dA•Muatan dan
Fluks Listrik•Muatan dan
Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Jumlah garis medan listrik yang keluar dari
permukaan tertutup sebanding dengan jumlah
muatan (qin) yang dilingkupi oleh permukaan
tertutup tersebut
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Hukum Gauss merupakan cara selain Hukum Coulomb untuk menghitung kuat medan listrik E
� Hukum Gauss terutama digunakan untuk menghitung kuat medan listrik E oleh benda bermuatan yang simetris (bidang datar, bola, silinder)
� TEKNIK PEMAKAIAN� Amati simetri benda bermuatan.� Pilih permukaan khayal (permukaan Gauss) yang
sesuai simetri benda dan harus melalui titik yang akan ditentukan kuat medan listrik E.
� Pemilihan permukaan Gauss yang tepat akan menghasilkan E yang sama dan tegak lurus pada sebagian besar permukaan Gauss.
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Tentukan kuat medan E di titik P yang berjarak R
dari sebuah muatan titik Q
� Jenis simetri : Bola
Hasilnya sama dengan cara Coulomb
Permukaan Gauss
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Tentukan kuat medan didalam dan diluar bola pejal
jari-jari R bermuatan Q yang tersebar merata
didalam bola
� Kuat medan diluar bola
Q PrR
E
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
Q PrR
E
� Kuat medan didalam bola•Muatan dan
Fluks Listrik•Muatan dan
Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Tentukan kuat medan diluar kulit bola jari-jari R
bermuatan Q
Pr
R
E
Q
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
Muatan bola tidak dilingkupi perm. Gauss
� Tentukan kuat medan didalam kulit bola jari-jari R
bermuatan Q
Pr
E
R
Q
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Kulit bola R=3 m berpusat di titik asal dgn rapat muatan s = 3 nC/m2. Muatan titik q=250 nC terletak di sumbu y = 2m. Tentukan medan listrik pada sumbu x di x1=2m dan x2 = 4m
• Di x1=2m, qin akibat muatan bola =0,E1b=0 karena kulit bola tidak dilingkupi permukaan Gauss, E1
hanya akibat muatan titik = E1t
x
y
3
Q2
2 4
E1
r1
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Di x2=4m, qin akibat muatan bola =qbola � E2b arah horisontal ke kanan
x
y
3
Q2
4
E1
E2b
E2t
E2
r2
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
Dengan cara penjumlahan vektor, diperoleh :
• Di x2=4m, E akibat muatan titik =E2t•Muatan dan
Fluks Listrik•Muatan dan
Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Sebuah bola padat diameter 1,2 m yang berpusat di
sumbu x pada x=4m membawa muatan volume
seragam r=5 mC/m3. Sebuah kulit bola konsentris
dengan bola padat tersebut diameter 2,4 m dan
rapat muatan permukaan t=5 mC/m2. Tentukan
besar dan arah medan listrik di :
� x=4,5 m , y=0 m
� x=4,0 m , y=1,1 m
� x=2,0 m , y=3,0 m
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Jenis : simetri bidang� Permukaan gauss : Tabung dengan 3 permukaan
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
E tidak tergantung jarak dari keping
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Dua buah keping takhingga bermuatan sejajar satu sama lain dan sejajar bidang yz. Keping 1 berada di x=-2 m dengan s1=-3,5 mC/m2, keping 2 berada di x=2m dengan s2=6 mC/m2. Tentukan kuat medan listrik E di x < -2 m , -2m < x < 2m dan x > 2m
Di daerah I , E1 berlawanan arah dengan E2
-σ1 +σ2
-2 2I II III
E1
E2
EI EII EIII
Konvensi : ke kanan positifke kiri negatif
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
Di daerah II , E1 searah dengan E2
Di daerah III , E1 berlawanan arah dengan E2
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Jenis simetri : tabung
Pr
E
PrE
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Muatan garis tak hingga dengan l=-1,5 C/m terletak
sejajar sumbu y di x=-2m. Muatan titik sebesar 1,3
C terletak di (1,2). Tentukan medan listrik di titik P
(2, 2)
y
x
z
Eg
-2 1
2Et
rg
Karena Eg dan Et berlawanan arah, maka Etot=(11,7-
6,75) x 109= 4,95 x109 N/C, positif berarti arah Etot ke
kanan
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Jika konduktor diberi medan listrik luar E, muatan
bebasnya mengatur diri mencapai kesetimbangan
dan membentuk medan listrik induksi E’
� Pada keadaan setimbang : E=E’ atau E total = 0 maka
muatan total didalam konduktor =0
+-
++++
----
E
E’
++
-
--
-
++
+
E
+
-
++++
----
E
Etot=0
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Balok konduktor yang sangat tipis dan memiliki sisi 4
m ditempatkan didalam medan listrik luar E = 450
kN/C i yang tegak lurus terhadap muka balok
tersebut.
� Cari rapat muatan pada masing-masing muka balok
� Muatan total 96 mC diberikan pada balok tersebut.
Tentukan rapat muatan yang baru pada masing-
masing muka balok dan medan listrik di dekat
masing-masing muka namun jauh dari ujung balok
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
+
-++++
----
E
E’
y
x
z
E
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Tepat diluar muka kanan balok, medan listrik E= 450
kN/C, maka rapat muatan pada muka ini :
� Diluar muka kiri balok, medan listrik ke kiri E= -450
kN/C, maka rapat muatan pada muka ini :
+
-
++++
----
E
Etot=0
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
� Muatan total 96 mC tersebar pada kedua sisi = 48
mC maka rapat muatan pada kedua sisi = 48mC/16 =
3 mC/m2
•Muatan dan Fluks Listrik
•Muatan dan Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Menghitung Fluks Listrik
•Hukum Gauss
•Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss
•Aplikasi Hukum Gauss