. Fluks Listrik
Fluks
Listrik didefinisikan sebagai perkalian medan listrik (E) dengan luasan yang dilaluinya
(A) :
|
Φ = E . A
|
dengan:
Φ = fluks listrik (N m2/C)
E = medan listrik
A = luasan (m2)
Apabila garis-garis medan listrik yang
menembus suatu bidang memiliki sudut maka rumus fluks listriknya adalah sebagai
berikut :
kita dapat menggeneralisasi definisi fluks ini terhadap
permukaan lengkung yang medan listriknya dapat memiliki besar serta arah yang
berubah-ubah dengan membagi permukaan tersebut menjadi sejumlah besar elemen
yang sangat kecil. Jika ukurannya cukup kecil, maka masing-masing elemen
tersebut dapat dianggap sebagai bidang, variasi nilai medan listrik antara
elemen-elemen tersebut dapat diabaikan.
Misal ńi adalah
vektor satuan yang tegak lurus terhadap elemen ke- i dan ∆Ai adalah luasnya.
Fluks untuk medan listrik yang melewati elemen ini adalah:
∆Φi = E . ńi ΔAi
fluks total
yang melewati permukaan ini adalah jumlah dari ∆Φi terhadap
senua elemen tersebut. Dalam bentuk limitnya begitu jumlah eemen ini mendekati
tak hingga dan luas setiap elemennya mendekati nol, maka jumlah ini akan
menjadi sebuah integral.
Definisi umum fluks listrik ini
dengan demikian akan menjadi:
Φ = lim ∑ E .ńΔAi = ⌡ E . ń dA
ΔAi→0
Fluks berkaitan dengan besaran medan yang “menembus” dalam
arah yang tegak lurus suatu permukaan tertentu. Fluks listrik menyatakan medan
listrik yang menembus dalam arah tegak lurus suatu permukaan. Ilustrasinya akan
lebih mudah dengan menggunakan deskripsi visual untuk medan listrik (yaitu
penggambaran medan listrik sebagai garis-garis). Dengan penggambaran medan
seperti itu (garis), maka fluks listrik dapat digambarkan sebagai
banyaknya “garis” medan yang menembus suatu permukaan. Perhatikan gambar di
bawah:
Fluks
Listrik yang menembus suatu permukaan
2.2
. Hukum Gauss
Hukum
Gauss adalah hukum yang menentukan besarnya sebuah fluks listrik yang
melalui sebuah bidang. Hukum Gauss menyatakan bahwa besar dari
fluks listrik yang melalui sebuah bidang akan berbanding lurus dengan kuat
medan listrik yang menembus bidang, berbanding lurus dengan area bidang dan
berbanding lurus dengan cosinus sudut yang dibentuk fluks listrik terhadap
garis normal.
Hukum ini dirumuskan oleh Carl Friedrich Gauss (1777-1855).
Beliau adalah salah seorang matematikawan terbesar sepanjang masa. Banyak
bidang hukum matematika yang dipengaruhinya dan dia membuat kontribusi yang
sama pentingnya untuk fisika teoritis.
Hukum Gauss berbunyi "bahwa
fluks listrik total yang melalui sembarang permukaan tertutup (sebuah permukaan
yang mencakup volume tertentu) sebanding dengan muatan lisfiik (netto) total di
dalam permukaan itu" atau juga "Jumlah garis medan yang
menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang
dilingkupi oleh permukaan tertutup tersebut" dan di rumuskan
sebagai berikut:
Hukum Gauss dapat digunakan untuk menghitung medan listrik
dari sistem yang mempunyai kesimetrian yang tinggi (misalnya simetri
bola, silinder, atau kotak). Untuk menggunakan hukum gauss perlu dipilih
suatu permukaan khayal yang tertutup (permukaan gauss). Bentuk permukaan
tertutup tersebut dapat sembarang
Hukum Gauss ini didasarkan pada konsep garis-garis medan
listrik yang mempunyai arah atau anak panah seperti pada gambar di bawah :
Gambar
garis-garis medan listrik di sekitar muatan positif
