BAB II
KUAT MEDAN ELEKTRIK DI PERMUKAAN ISOLATOR PENDUKUNG
II.1. Umum
Isolator pendukung jenis post silinder polos digunakan pada sistem instalasi tegangan tinggi pasangan dalam. Udara di sekitar permukaan isolator
adalah salah satu media isolasi yang berfungsi untuk mencegah terjadinya arus bocor ke tanah. Tembus listrik udara di sepanjang permukaan isolator terjadi
karena kuat medan elektrik pada permukaan isolator melebihi kekuatan dielektrik udara.
Dalam bab ini akan dijelaskan tentang : medan elektrik muatan statis dan garis-garis gaya medan elektrik; kuat medan elektrik pada susunan elektroda
pelat-pelat, dan susunan elektroda bola-pelat; dan contoh perhitungan untuk melihat pengaruh keseragaman medan elektrik terhadap tegangan tembus suatu
dielektrik.
II.2. Medan Elektrik
Menurut hukum Coloumb, gaya antara dua buah benda titik bermuatan listrik dalam ruang hampa yang terpisah sejauh r, di mana r lebih besar dari
ukuran benda bermuatan, berbanding lurus dengan perkalian kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Gaya tersebut tolak-
menolak bila muatannya sejenis dan tarik-menarik bila muatannya tidak sejenis. Besar gaya tersebut ditunjukkan pada persamaan 2.1.
F = k
2 2
1
r .Q
Q
............................................................................................ 2.1 di mana :
F = Gaya [Newton] Q
1
Q
2
= Muatan statis benda bermuatan [Coloumb]
Universitas Sumatera Utara
r = Jarak antara kedua benda bermuatan [m]
Jika suatu muatan berada di dalam suatu ruang, maka di sekitar ruang tersebut akan timbul medan listrik. Kuat medan listrik pada suatu titik tersebut
adalah hasil bagi gaya listrik yang bekerja pada suatu muatan uji positif pada titik tersebut dengan besarnya muatan uji yang dimaksud. Jika muatan uji tersebut
adalah Q
1
, maka besar kuat medan elektrik di titik Q
1
adalah : E
p
=
1
Q F
…............................................................................................... 2.2
di mana : E
p
= Kuat medan listrik di titik p [Vm] F = Gaya yang dialami muatan Q
1
[Newton] Q
1
= Muatan yang ditempatkan di titik p [Coloumb] Subtitusi pers. 2.1 ke pers. 2.2, diperoleh :
E
p
= k
1 2
2 1
Q r
.Q Q
Sehingga kuat medan listrik menjadi : E
p
= k
2 2
r Q
................................................................................................. 2.3 Notasi k adalah tetapan Coloumb, ditulis :
k = 4
1 πε
di mana
є
adalah konstanta permitifitas ruang hampa, dengan nilai :
є
0 =
8,857 . 10
-12
Fm
Universitas Sumatera Utara
II.3. Garis-garis Gaya
Kategori