8
Besaran pada ruas kanan dalam persamaan 2.8 hanya fungsi dari Q
1
dan segmen garis yang arahnya dari Q
1
ke posisi muatan uji Q
t
. Fungsi ini mendefenisikan medan vektor yang disebut sebagai intensitas medan listrik.
Intensitas medan listrik sebagai gaya yang dialami oleh sebuah muatan uji bernilai satu satuan muatan positif. Intensitas medan listrik harus diukur dalam
besaran Newton per Coulomb NC yaitu dimensi gaya per satuan muatan
listrik. Dengan menggunakan huruf kapital E untuk melambangkan intensitas
medan listrik, dapat ditulis sebagai berikut : E =
2.9
E =
a
1t
2.10
Persamaan 2.9 merupakan persamaan definisi bagi intensitas medan listrik, dan persamaan 2.10 merupakan persamaan untuk intensitas medan listrik yang
ditimbulkan oleh sebuah muatan titik Q
1
di dalam ruang hampavakum. Sedangkan persamaan untuk bentuk-bentuk distribusi muatan yang lebih
kompleks akan berbeda-beda sesuai dengan keberadan muatan pada sebuah garis, bidangpermukaan, dan volume.
2.1.3 Medan Listrik Oleh Muatan LempengPelat
a. Medan Listrik Oleh Sebuah LempengPelat
Distribusi muatan pada sebuah lempeng yang luasnya tak terhingga,
dengan kerapatan muatan permukaan lempeng ρ
s
yang seragam di seluruh permukaan lempeng. Untuk menjelaskan distribusi
muatan ini dibutuhkan sistem koordinat kartesius tiga dimensi x, y, z dan bebas meletakkan sebuah lempeng di bidang mana saja. Pada gambar 2.2
9
sebuah lempeng diletakkan pada bidang yz. Medan listrik yang dihasilkan pada arah y maupun z tidak akan berubah-ubah atau bukan merupakan
fungsi y maupun z. Komponen-komponen y dan z yang dihasilkan oleh elemen-elemen muatan yang saling simetris terhadap titik medan akan
saling meniadakan. Sehingga medan listrik hanya ada pada sumbu x E
x
, dan komponen ini adalah fungsi dari koordinat x semata. Pada permukaan
tak terhingga dibagi-bagi menjadi pita-pita muatan yang emiliki lebar diferensial sangat kecil hingga mendekati nol. Salah satu pita
diperlihatkan pada gambar 2.2. Kerapatan muatan garis atau muatan per satuan panjang untuk pita ini adalah
L
=
s dy’,
dan jaraknya ke sembarang titik P di sumbu x adalah R =
. Intensitas medan listrik parsial yang dihasilkan oleh pita mirip garis ini adalah sebagai berikut :
Gambar 2.2 Sebuah lempeng muatan tak terhingga di bidang yz, sebuah titik P pada sumbu x dan lebar diferensial muatan garis
digunakan sebagai elemen untuk menentukan medan listrik di titik P.
10
dE
x
=
=
Dengan memperhitungkkan konstribusi dari semua pita diferensial : E
x
=
=
-
=
Apabila titik P dipilih berada pada sumbu x negatif, maka : E
x
= -
Keracuan dalam hal penandaan positifnegatif ini biasanya dihilangkan dengan mendefinisikan vektor satuan
a
N
yang adalah normal terhadap permukaan lempengan baik mengarah keluar maupun menjauhi
lempengan.
Dengan demikian,
E =
a
N
2.11 Dengan persamaan 2.11 bahwa intensitas medan listrik pada sebuah
lempengbidang akan sama kuatnya pada jarak ribuan kilometer dari lempengan muatan dengan pada jarak beberapa milimeter saja dari
permukaan lempengan.
b. Medan Listrik Oleh Dua Lempeng Pelat
