Medan listrik

Contoh liyo medan listrik u timbuolo londo muatan listrik $q_{1}$ dan $q_{2}$

Medan listrik uyito-yito gaya listrik u londo mempengaruhi ruang to heheliliya muatan listrik. U sababu liyo timbulnya medan listrik uwito keberadaan muatan listrik u mondo berjenis positif wau negatif. Medan listrik botia mai gambariolo sebagai garis gaya mealo garis medan. Medan listrik memiliki satuan N/C mealo pobacawa Newton/coulomb. Medan listrik ummumuliyo hepobalajariya to bidang ilimu fisika wau bidang-bidang terkait, wolo secara tak langsung olo to bidang elektronika yang telah memanfaatkan medan listrik botia to delomo kawat konduktor (kabel).

Asal medan listrik

Rumus matematika mowali medan listrik mowali popolahulo wolo Hukum Coulomb, uwito gaya woloto duluwo titik muatan:\

$\mathbf {F} ={\frac {q_{1}q_{2}}{\left|\mathbf {r} \right|^{2}}}\mathbf {\hat {r}} .$

Modungohu persamaan botia, gaya to tala tuwawu titik muatan berbanding lurus wawu besar muatan liyo. Medan listrik didefinisikan sebagai suatu konstan perbandingan mealo muatan wawu gaya:

$\mathbf {F} =q\mathbf {E}$

$\mathbf {E} ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\ {\frac {q}{\left|\mathbf {r} \right|^{2}}}\mathbf {\hat {r}}$

Dabo, medan listrik botia bergantung da'a wolo posisi. Tuwawu medan, merupakan sebuah vektor u bergantung mondo vektor uwewoliyo. Medan listrik botiye dianggap mowali gradien londo potensial listrik. Jika beberapa muatan yang disebarkan menghasilkan potensial listrik, gradien potensial listrik dapat ditentukan.

Konstanta k

To delomo lo rumus listrik sering ditemui konstanta k wolo gantiyolo dari $\!1/4\pi \epsilon _{0}$ (to delomo tuladu botia tetap hepohunawa u terakhir), di mana konstanta $k\!$ tersebut bernilai :

$\!k={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\approx 8.99\times 10^{9}$ N m² C^-2

to saati botia muali sebagai konstanta kesetaraan gaya listrik .

Menghitung medan listrik

Mola moreekeni medan listrik di suatu titik $\!{\vec {r}}$ o sababu liyo adanya tuwawu titik muatan $\!q$ yang terletak di $\!{\vec {r}}_{q}$ hepohunawa rumus botia

${\vec {E}}({\vec {r}}-{\vec {r}}_{q})\equiv {\vec {E}}({\vec {r}};{\vec {r}}_{q})\equiv {\vec {E}}({\vec {r}})={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\ {\frac {q}{\left|{\vec {r}}-{\vec {r}}_{q}\right|^{3}}}\left({\vec {r}}-{\vec {r}}_{q}\right)$

Penyederhanaan yang kurang tepat

Ummumuliyo ta hepohunawa penyederhanaan piliolo pusat koordinat berhimpit wau wolo titik muatan $\!q$ yang terletak di $\!{\vec {r}}_{q}$ sambe mao diperoleh rumus seperti he tuladu mao to permulaan artikel botia, mealo wanu he tuladu mao ulangi to delomo notasi vektornya:

${\vec {E}}({\vec {r}})={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\ {\frac {q}{\left|{\vec {r}}\right|^{3}}}{\vec {r}}$

dengan vektor satuan $\!{\hat {r}}$

${\hat {r}}={\frac {\vec {r}}{\left|{\vec {r}}\right|}}={\frac {\vec {r}}{r}}.$

To mopomake to kalaja botiya menggunakan rumusan yang melibatkan $\!{\vec {r}}_{q}$ dan $\!{\vec {r}}$ londo sababu liyo lebih umum, wau mowali diterapkan untuk kasus lebe tuwawu muatan wau juga pada distribusi muatan, wolo tiyo distribusi diskrit mealo kontinu. Penyederhanaan utiye olo kadang membuat pemahaman wolo moreekeni medan listrik menjadi agak sedikit kabur. Selain boito pula sababu liyo bo moali penyederhanaan merupakan tilala tuwawu kasus khusus to delomo moreekeni botia medan listrik (kasus oleh satu titik muatan di mana titik muatan diletakkan di pusat koordinat).

Tanda muatan listrik

Muatan listrik u mowali bernilai positif, nol (diiaya muatan mealo jumlah satuan muatan positif wau negatif sama) wau negatif. Nilai muatan botia mo'otomionga perhitungan medan listrik delomo hale tanda liyo, de'uyito-yito positif wau negatif (mealo nol). Wonu dabo pada ngobutu titik to sekitar tuwawu (mealo beberapa) muatan moreekeni medan listrik liyo wau gambariolo vektor-vektor liyo mai, ma'o oondo mola garis-garis u saling berhubungan, u pole odelo sebagai garis-garis medan listrik. Tanda muatan molandu wolo garis-garis medan listrik u sababu liyo berasal mondo liyo mai mealo mondo oliyo. Tilanduo (berdasarkan gaya u alamia ole muatan uji positif), uyito-yito:

• muatan positif (+) mamoposababu garis-garis medan listrik berarah mondo liyo ode lumualo,
• muatan negatif (-) mamoposababu garis-garis medan listrik berarah ode tumuota to oliyo.
• muatan nol ( ) diila mamoposababu woluo oliyo garis-garis medan listrik.