Pengertian Medan Listrik dan Kuat Medan Listrik, Rumus serta Contoh Soalnya

Berikut ini merupakan  pembahasan tentang medan listrik, pengertian medan listrik, contoh soal medan listrik, dan pengertian kuat medan listrik, rumus kuat medan listrik serta contoh soal kuat medan listrik.

Pengertian Medan Listrik

Konon, ketika Newton menemukan hukum gravitasi, diilhami oleh sebuah apel yang jatuh dari pohonnya ke tanah. Newton memikirkan mengapa hal tersebut terjadi.

Hasil pemikirannya sampai pada sebuah kesimpulan bahwa di antara dua buah benda yang mempunyai massa ada interaksi tarik-menarik. Kesimpulan ini terkenal dengan hukum gravitasi Newton.

Buah apel akan jatuh ke tanah karena ada gaya tarik bumi yang disebut gaya gravitasi. Massa bumi jauh lebih besar daripada massa sebuah apel. Oleh karena itu, apel akan tertarik oleh bumi, bukan sebaliknya.

Dalam hal ini, dikatakan bahwa apel terletak pada medan gravitasi bumi. Dua buah muatan yang diletakkan pada jarak tertentu akan mengalami hal serupa dengan buah apel yang jatuh ke bumi.

Sebuah muatan akan mempunyai medan listrik di sekitarnya sehingga jika sebuah muatan uji diletakkan pada jarak tertentu, muatan uji tersebut akan mengalami gaya tarik atau gaya tolak dari muatan tersebut selama muatan uji tersebut berada dalam medan listrik bermuatan.

Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik. Benda bermuatan listrik mempunyai garis-garis, seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah ini.

Gambar: (a) Medan Listrik Bermuatan Positif dan (b) Medan Listrik Bermuatan Negatif

Garis-garis gaya listrik pada muatan positif bergerak ke luar. Sedangkan pada muatan negatif garis-garis gayanya menuju pusat. Garis-garis gaya berasal dari muatan positif menuju muatan negatif seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah ini.

Gambar: Garis Gaya Listrik dari Muatan Positif menuju Muatan Negatif

Misalkan, sebuah muatan uji q diletakkan pada jarak tertentu dari muatan Q. Ternyata, muatan uji tersebut akan tertarik oleh muatan Q. Dalam hal ini muatan uji q berada di dalam medan listrik muatan Q.

Rumus Kuat Medan Listrik

Bagaimana menentukan besarnya kuat medan listrik muatan Q? Kuat medan listrik didefinisikan sebagai berikut.

Besarnya gaya Coulomb yang dialami oleh sebuah muatan uji q akibat adanya muatan Q dibagi dengan besarnya muatan uji q.

Dalam bentuk matematis, definisi tersebut dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.

kuat medan listrik = gaya coulomb/muatan uji

Keterangan:
E = kuat medan (N/C)
Q = muatan (C)
r = jarak muatan uji ke muatan tertentu (m)

Dari Persamaan di atas terlihat bahwa untuk mengetahui besarnya kuat medan listrik dari sebuah muatan, kita hanya memerlukan besarnya muatan tersebut serta jarak muatan uji dari muatan yang akan dicari besar medan listriknya.

Terlihat bahwa semakin besar muatannya, semakin besar kuat medan listriknya untuk jarak yang sama. Semakin dekat muatan uji dari suatu muatan yang akan dicari kuat medannya, semakin besar kuat medan listriknya untuk muatan yang sama.

Contoh Soal Kuat Medan Listrik

Hitunglah kuat medan listrik dari sebuah muatan Q yang muatannya 7 × 10^-9 C pada jarak 7 cm dari muatan tersebut!

Jawab:
Q = +7 × 10^-9 C
r = 7 cm = 7 × 10^-2 m
E = .... ?

E = k. (Q.q):r2
= 9 x 10⁹ (7 x 10^-9) : (7 x 10^-2)2
= 1,29 × 104
Jadi, kuat medan listriknya sebesar 1,29 × 10⁴ N/C.